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近藤 恭弘; 長谷川 和男; 東 保男*; 菅原 寛孝*; 吉岡 正和*; 熊田 博明*; 松本 浩*; 内藤 富士雄*; 黒川 真一*
Proceedings of 7th International Particle Accelerator Conference (IPAC '16) (Internet), p.906 - 909, 2016/06
沖縄科学技術大学院大学(OIST)にて、加速器を用いたホウ素中性子捕獲療法(BNCT)装置の開発が計画されている。本研究においては、いばらき中性子医療研究センターにおけるBNCT用リニアックからの知見をもとに、医療用機器としての量産型のパイロットモデルの開発を目標とする。加速器の性能は、中性子生成ターゲットでのビーム電力60kWを想定している。ビームエネルギーは、10MeV程度であり、必要な熱外中性子と、それ以外の、高速および熱中性子、
線との収量比を最適化するように最終的には決定される。エネルギー10MeVとすると、ビーム電流30mA、デューティー20%で40kWが実現可能である。リニアックの構成は、ECRイオン源、2ソレノイド型LEBT、4-ヴェーンRFQ、アルバレ型DTLと、これまでの開発実績のある技術を用いる。RFQおよびDTLの共振周波数は、352MHZ程度を予定している。医療用機器においては、十分な信頼性と、加速器の非専門家による容易な運転が要求され、加速器機器の中でも複雑な構成となる大強度陽子リニアックにおいて、これらを達成することも、重要な開発目標となる。本論文では、この、BNCT用陽子リニアックの基礎設計について述べる。
近藤 恭弘; 長谷川 和男; 東 保男*; 熊田 博明*; 黒川 真一*; 松本 浩*; 内藤 富士雄*; 吉岡 正和*
Proceedings of 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.948 - 950, 2015/09
沖縄科学技術大学院大学(OIST)にて、加速器を用いたホウ素中性子捕獲療法(BNCT)装置の開発が計画されている。本研究においては、いばらき中性子医療研究センターにおけるBNCT用リニアックからの知見をもとに、医療用機器としての量産型のパイロットモデルの開発を目標とする。加速器の性能は、中性子生成ターゲットでのビーム電力60kWを想定している。ビームエネルギーは、10MeV程度であり、必要な熱外中性子と、それ以外の、高速および熱中性子、線との収量比を最適化するように最終的には決定される。エネルギー10MeVとすると、ビーム電流30mA、デューティー20%で40kWが実現可能である。リニアックの構成は、ECRイオン源、2ソレノイド型LEBT、4-ヴェーンRFQ、アルバレ型DTLと、これまでの開発実績のある技術を用いる。RFQおよびDTLの共振周波数は、352MHZ程度を予定している。医療用機器においては、十分な信頼性と、加速器の非専門家による容易な運転が要求され、加速器機器の中でも複雑な構成となる大強度陽子リニアックにおいて、これらを達成することも、重要な開発目標となる。本論文では、この、BNCT用陽子リニアックの開発状況について述べる。
森下 卓俊; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 内藤 富士雄*; 吉岡 正和*; 松本 浩*; 堀 洋一郎*; 川又 弘史*; 齊藤 芳男*; 馬場 斉*
Proceedings of 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM), p.521 - 523, 2010/09
J-PARCリニアックでは、新たにRFQの製作を開始した。RFQ空洞を長手方向に3分割して製作し、架台上で連結する構造としている。一つの空洞は主ベインと副ベインの2種のベインを真空ロー付け接合により製作することとした。従来はベインの接合と各種ポートの接合は2回の真空ロー付けに分けて行われていたが、本件では1度のロー付けによる製作を試みた。初号機では真空リークなどの不具合に見舞われたが、その原因は加熱時の温度不均一によるものと思われた。初号機の不具合を修復したのちに、2号機では温度制御を改善し、良好な結果が得られた。
森下 卓俊; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 川又 弘史*; 内藤 富士雄*; 吉岡 正和*; 松本 浩*; 堀 洋一郎*; 齊藤 芳男*; 馬場 斉*
Proceedings of 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM), p.518 - 520, 2010/09
J-PARCリニアックでは、新たにRFQの製作を開始した。およそ3mのRFQ空洞を長手方向に3分割して製作し、架台上で連結する構造としている。一つの空洞は主ベインと副ベインの2種のベインを真空ロー付けにより接合される。従来はベイン先端のモジュレーション部は専用切削刃物を開発して加工されていたが、コスト削減と特殊刃物の開発期間の短縮のため、現在主流のNC加工機とボールエンドミルを用いた切削加工方式を採用した。試験加工において良好な結果を確認し、ボールエンドミルによるRFQ製作を開始した。ボールエンドミルを使用したベイン精密加工結果に関して報告する。
長谷川 和男; 小林 鉄也; 近藤 恭弘; 森下 卓俊; 小栗 英知; 堀 洋一郎*; 久保田 親*; 松本 浩*; 内藤 富士雄*; 吉岡 正和*
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.621 - 623, 2010/05
J-PARCリニアックでは、RFQを使用してイオン源からの水素負イオンビームを50keVから3MeVへ加速し、DTLへ入射している。リニアックは2006年11月にビーム試験を開始し、2007年9月には後段の加速器である3GeVシンクロトロンにビーム供給を開始するなど、順調に推移してきた。2008年9月から物質・生命科学実験施設(MLF)へビーム供給試験を開始したところ、RFQのトリップ回数が増加し、空洞の設計電界強度の維持が困難になる問題が顕在化したため、その対応策として、真空系や診断系の増強などを行った。定期的なコンディショニングを行い、2009年6月には3GeVシンクロトロンからMLFへの20kWの共用運転、11月には120kWの共用、300kWで1時間の供給試験に成功するなど、RFQの性能は着実に回復してきた。ここでは、こうしたJ-PARC RFQの状況と改善について述べる。
森下 卓俊; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 内藤 富士雄*; 吉岡 正和*; 松本 浩*; 堀 洋一郎*; 川又 弘史*; 齊藤 芳男*; 馬場 斉*
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.783 - 785, 2010/05
J-PARCリニアックにおいては、イオン源からの50keVの水素負イオンビームを3MeVまで加速するために、運転周波数324MHz,4ベイン型で長さおよそ3.1mの高周波四重極線形加速器(Radio-Frequency Quadrupole Linac、以下RFQ)が使用され、後に続くDTL加速器にビームを供給している。2008年末にRFQの運転安定度が数か月低下する問題が発生したため、ビームの安定供給を目的として、新たに交換用RFQの製作に着手した。RFQにおける出力ビーム特性は現行RFQと同一とすることで立ち上げ調整期間の短縮を目指すとともに、工学設計は一部見直して、運転の安定性向上を試みている。そのため、ベインと呼ばれる空洞電極表面の加工方法及び表面処理方法については注意深く検討して放電が起こりにくい電極の製作を目指した。また、真空ロウ付け技術による電極接合を採用した。本発表では、新RFQの設計詳細とともに製作進捗状況を報告する。
森下 卓俊; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 内藤 富士雄*; 吉岡 正和*; 松本 浩*; 堀 洋一郎*; 川又 弘史*; 齊藤 芳男*; 馬場 斉*; et al.
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.1047 - 1049, 2010/03
J-PARCリニアックでは、RFQ(全長3.1m,4vane型,運転周波数324MHz)を使用してイオン源からの負水素イオンビームを50keVから3MeVへ加速し、DTLへ入射している。リニアックでは2006年11月にビーム調整運転を開始し、2007年9月には後段の加速器であるRCSにビーム供給を開始した。2008年秋の運転中、RFQでのトリップ回数が増加し、安定性が低下する事象が発生した。この事態を受けて、バックアップRFQの製作に着手している。バックアップ機の製作において、ユーザーへのビーム供用が開始されたJ-PARCでの運転を念頭に置き、空洞の安定性に主眼を置いた設計方針を基本としている。本発表では、安定性向上のための工学設計に関する試験結果及び設計進捗状況について報告する。
長谷川 和男; 森下 卓俊; 近藤 恭弘; 小栗 英知; 小林 鉄也; 内藤 富士雄*; 吉岡 正和*; 松本 浩*; 川又 弘史*; 堀 洋一郎*; et al.
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.693 - 695, 2010/03
J-PARCリニアックでは、RFQ(全長3.1m,4vane型,運転周波数324MHz)を使用してイオン源からの負水素イオンビームを50keVから3MeVへ加速し、DTLへ入射している。リニアックは2006年11月にビーム試験を開始し、2007年9月には後段の加速器である3GeVシンクロトロンにビーム供給を開始するなど、順調に推移してきたが、2008年秋の運転からRFQでのトリップ回数が増加し、安定性が低下する事象が発生した。これを受けて、継続したコンディショニングによる状態の回復を試みると同時に、RF制御の改善,真空ポンプ増強,イオン源運転パラメータの変更などの改善に努め、ビーム運転を継続するまでに回復した。本発表では、こうしたJ-PARC-RFQの状況と改善点について報告する。
西谷 智博; 中西 彊*; 山本 将博*; 奥見 正治*; 古田 史生*; 宮本 延春*; 桑原 真人*; 山本 尚人*; 浪花 健一*; 渡辺 修*; et al.
Journal of Applied Physics, 97(9), p.094907_1 - 094907_6, 2005/05
被引用回数：64 パーセンタイル：87.31(Physics, Applied)GaAs-GaAsP及びInGaAs-AlGaAs歪み超格子光陰極は50%を超える偏極度の電子生成を実現してきた。InGaAs-AlGaAs歪み超格子光陰極では高い量子効率0.7%を達成したが、その偏極度は77
5%であった。一方、GaAs-GaAsP歪み超格子光陰極では926%の高い偏極度を0.5%の高い量子効率で達成した。さらに、このような超格子光陰極を用いたときの高い偏極度の電子生成メカニズムを実験的に得たスピン分解量子効率により明らかにした。
大内 仁; 野上 嘉能; 飛田 典幸; 吉岡 正和
JNC TN8420 99-002, 52 Pages, 1999/01
東海事業所は、法令を遵守し、茨城県および東海村の施策・動向と整合し、動燃行動憲章および行動規範に基づいた、環境負荷低減を指標とした資源循環型の事業系一般廃棄物および産業廃棄物の管理システムの確立を目指すこととした。本提案書は、所の廃棄物管理調査対応班内に設置された一般廃棄物・スクラップ管理体制改善Gr.が平成10年7月末から9月末の約2ヶ月間に調査、評価し、幹部会に諮ったのち所長に提出した提案書を、一部加筆のうえ成果報告書の形にまとめたものである。(結果)平成9年度の東海事業所と本社における一般・産業廃棄物発生量は、焼却前の可燃物と焼却後の焼却灰を含めて2,672tonであり、リサイクルされていたのは、金属スクラップ、新聞紙、段ボール、コピー紙(本社のみ)でリサイクル率は17%であった。また、焼却された可燃物は16%であった。これ以外は、植栽排出物(10%)、産業廃棄物(57%)、特別一般・産業廃棄物(1%)で、全て外部委託で処理・処分されていた。現状の技術でリサイクル可能なものが、廃棄物(焼却された可燃物を除いた)発生量の約98%を占めており、ほとんどの廃棄物がリサイクル可能であることが分った。対策の基本は、(1)源流低減、(2)リサイク(3)廃棄物処理・処分であり、(3)より(2)、(2)より(1)が上策である。当面、各部課室ですぐ実施できるコピー紙・計算機用紙などのリサイクルおよびダイオキシン規制対応の焼却炉新設から開始し、平成11年度は所内の廃棄物管理Gr.を設けるとともに分別収集ルールを確立して、焼却物の25%(105ton)減量を達成するとともに、食堂で発生した生ごみのたい肥化を開始する。平成12年度以降は、事業所におけるISO14000'sの認証の取得、ペットボトル再生生地を利用した作業着などの導入、生ごみからできたたい肥を使用した農作物を食堂で利用、焼却灰の新型中間処理装置導入による可燃物の100%リサイクル達成、有機汚泥の粒状燃料化などを目指す。これらの実施により、近い将来「ごみゼロ事業所化」を達成することを提案する。
富川 裕文; 吉岡 正和
Proceedings of 10th Pacific Basis Nuclear Conference, 0 Pages, 1996/00
TVFは、1992年に建設を終了し、模擬廃液を用いたコールド試運転及び実高放射性廃液を用いたホット試運転を実施してきた。これらの試験を通して、段階的に施設の安全性、固化プロセス機器の性能等を確認してきた。ホット試運転の最後の試験は、連続して20本の固化体を製造しながら上記項目の確認を行うとともに、最終の使用前検査を受検して1995年10月に終了した。さらに、同年12月1日には使用前検査合格証を取得し、開発運転に移行した。TVFに向けて開発された固化技術、それらを採用したTVFのプロセスの概要、そしてコールド試運転、ホット試運転の概要について報告する。
広井 博*; 佐藤 稔*; 田辺 裕美*; 綿見 正和*; 吉岡 直樹*; 堀 雅夫*
PNC TN941 79-04, 274 Pages, 1979/10
高速増殖原型炉「もんじゅ」蒸気発生器の大リーク・ナトリウム-水反応事故に対する安全設計データを得るため,動燃大洗工学センターにおいて,SWAT―1試験装置,SWAT―3試験装置を用いて試験が行なわれている。本報告書はSWAT―3で実施された第5回大リーク・ナトリウム-水反応試験(Run―5)にて得られたデータをとりまとめたものである。Run―5で使用された内部構造物は,三菱重工(株)で設計製作されたものである。Run―5の注水率は,15kg/secであり,これはiso-velocitymodelによれは,伝熱管5本破断に相当する試験規摸であった。試験においては,圧力,歪,温度,液面,ボイド,配管反力,加速度,変位,流量等が計測された。初期スパイク圧力は注水点近傍で24.6kg/cm
2aであり,蒸発器内での準定常圧力の最大値は7.6kg/cm2aであった。蒸発器放出系ラプチャ板は注水開始後0.23secに破裂し,放出系の作動は良好であった。伝熱管二次破断はなかった。
広井 博*; 佐藤 稔*; 田辺 裕美*; 綿見 正和*; 吉岡 直樹*; 堀 雅夫*
PNC TN941 79-118, 282 Pages, 1979/06
高速増殖原型炉「もんじゅ」蒸気発生器の大リーク・ナトリウムー水反応事故に対する安全設計データを得るため,動燃大洗工学センターにおいて,SWAT―1試験装置,SWAT―3試験装置を用いて試験が行なわれている。本報告書はSWAT―3で実施された第4回大リーク・ナトリウム‥水反応試験(Run―4)にて得られたデータをとりまとめたものである。Run―4で使用された内部構造物は,東芝/石川島播磨重工業(株)で設計製作されたものである。三試験の主目的は伝熱管コイル上部(液面下640mm)でのナトリウム-水反応現象の解明にある。Run―4の注水率は,9.0kg/secであり,これはiso―velocitymodelによれば,「もんじゅ」蒸気発生器伝熱管5本破断に相当する試験規模であった。試験においては,圧力,歪,温度,液面,ボイド,配管反力,加速度,変位,流量等が計測された。初期スパイク圧力は注水点近傍で14.7kg/cm2aであり,蒸発器内での準定常圧力の最大値は54kg/cm2aであった。蒸発器放出系ラプチャ板は注水開始後0.536secに破裂し,放出系の作動は良好であった。伝熱管二次破断はなかった。
田辺 裕美*; 佐藤 稔*; 広井 博*; 綿見 正和*; 吉岡 真樹*; 堀 雅夫*
PNC TN941 78-154, 210 Pages, 1978/10
高速増殖原型炉「もんじゅ」の大リーク・ナトリウム-水反応事故に対する安全設計データを得るため,動燃大洗工学センターにおいて,SWAT-3試験装置を用いて大リーク試験が行なわれている。本報告書は蒸気発生器安全性総合試験装置SWAT-3で1978年3月に実施された第6回大リーク・ナトリウムー水反応試験(Run-6)にて得られたデータについてまとめたものである。Run-6で使用された内部構造物は,日立製作所/バブコック日立(株)で設計製作されたものである。本試験の準定常注水率は初期9.4kg/secであり,これはiso-velocityモデルによれば伝熱管5.7本破断に相当する注水率であった。試験においては,圧力・歪・温度・液位・ボイド率・配管反力・加速度・変位・流量等が計測された。初期スパイク圧力は注水点近傍で12.0kg/cm2aであり,準定常圧力の最大値は5.1kg/cm2aであった。蒸発器放出系ラプチャ板は注水開始後0.58secで破裂し放出系の作動は良好であった。伝熱管二次破断はなかった。
広井 博*; 佐藤 稔*; 田辺 裕美*; 綿見 正和*; 吉岡 直樹*; 堀 正雄*
PNC TN941 78-93, 192 Pages, 1978/01
高速増殖原型炉「もんじゅ」の大リーク・ナトリウム-水反応事故に対する安全設計データを得るため,動燃大洗工学センターにおいて,SWAT―1試験装置,SWAT―3試験装置を用いて試験が行なわれている。本報告書はSWAT―3で実施された第3回大リーク・ナトリウム-水反応試験(Run―3)にて得られたデータをとりまとめたものである。Run―3で使用された内部構造物は,東芝/IHIで設計製作されたものである。また,放出系配管取付位置は蒸発器側部である。Run―3の注水率は,8.8kg/secであり,これはiso-velocitymodelによれは,伝熱管3.5本破断に相当する試験規摸であった。試験においては,圧力,歪,温度,液面,ボィド,配管反力,加速度,変位,流量等が計測された。初期スパィク圧力は,注水点近傍で16kg/cm2aであり,準定常圧力の最大値は5.0kg/cm2aであった。蒸発器放出系ラプチャ板は注水開始後0.56secに破裂し,放出系の作動は良好であった。伝熱管二次破断はなかった。
吉岡 直樹*; 小石川 秋三*; 綿見 正和*; 大高 仁護*; 田辺 弘美*; 田中 信夫*; 山田 敏雄*
PNC TN941 78-32, 84 Pages, 1978/01
期間昭和52年4月1日
昭和53年4月30日 目的高速増殖炉原型炉「もんじゅ」蒸気発生器伝熱破断事故時のナトリウム-水反応に対する安全性確認に貢献する。本報告は,動燃にて実施中の高速炉蒸気発生器の安全性研究のうち,大リーク・ナトリウム-水反応試験について,昭和52年度内に日本原子力学会等に口頭発表されたものにつき,発表原稿を加筆して研究速報としてとりまとめたものである。本報告に含まれる内容の要旨は以下のとおり。「もんじゅ」SGの水・蒸気系を計算対象とし,伝熱管ギロチン破断時の水リーク率を予測する計算コードSWAC-11を作成した。計算コード内容,各種係数の感度解析結果,および「もんじゅ」SGについての計算結果について概説した。「もんじゅ」SG二次系およびSWAT-3試験装置等を計算対象とし,大リーク事故時の準静圧特性を予測する計算コードSWAC-13を作成した。本コードの内容を概説し,SWAT-3試験について計算結果と試験結果との照合をおこない,コードの有効性を確かめた。SWAT-3試験装置のRUN‥3試験において,注水試験後,反応生成物の凝固による配管閉塞が生じた。このため,装置内の反応生成物の分布状況,反応生成物の化学分析,凝固点測定,および閉塞時の装置温度分布の調査をおこなった。調査結果につき定量的にとりまとめ報告する。放出系配管を流下するナトリウム-水素ガス二相流の挙働を明確にするために,SWAT-1試験装置の放出系流動様相を,各種計測器により得たデータをもとにして推定した。流れは,流動開始初期にはナトリウム・プラグ/気泡流であり,中期以後は環状流に遷移することが判った。放出系作動時に,放出系配管に作用する力について,SWAT-3試験装置のRUN-2,RUN-3試験の結果を整理した。この結果,作用力は反応容器の運動に起因する力,収納容器の運動に起因する力,流体力,熱膨張力の複合力であることが明らかになった。このうち流体力は,直接測定した値と流速計にて得られた流速からの換算値とが比較的よく一致することが示された。SWAT-3試験装置のナトリウム配管系にて測定された圧力波伝幡現象と,特性曲線法を用いる一次元圧力波伝幡計算コードSWAC-5Kの計算値との比較をおこなった。その結果,計算値と実験値は圧力波第1波通過までは良く一致するが
吉岡 真樹*; 綿見 正和*; 佐藤 稔*; Y.W.Shi*
PNC TN952 77-05, 87 Pages, 1977/05
ナトリウム加熱蒸気発生器の大リーク・ナトリウム-水反応時における、破断伝熱管からの水噴出率を求める目的で計算コード"SWAC-11"を作成した。 本計算コードでは、水の相変化を考慮しており、スブクール水、飽和水、加熱蒸気の噴出率計算が可能である。 計算手法は、伝熱管部に対し修正ICE法を、他の部分に対してボリューム・ジャンクションモデルを適用した。 また、本コードの基本的なチェックのために、簡単なモデルを対象とした計算を行い、さらに、大型体系への適用例として、"もんじゅ"クラスの蒸発器における伝熱管4本破断時の水噴出率を解析した。 本コードはJIS-FORTRANで書かれており、120Kバイトのコア容量を必要とする。伝熱管を76分割した場合、5000時間ステップの演算に要する計算時間はFACOM-230/58で約70分である。
小林 仁*; 栗原 俊一*; 松本 浩*; 吉岡 正和*; 松本 教之*; 熊田 博明*; 松村 明*; 櫻井 英幸*; 平賀 富士夫*; 鬼柳 善明*; et al.
no journal, ,
ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)装置の建設を進めている。施設名称は茨城中性子先端医療研究センター(仮称)で、茨城県のいばらき量子ビーム研究センターの敷地内(茨城県東海村)に設置される。建物はこの装置に合わせて現在改修が進められている。BNCTは原子炉からの中性子を利用して長年の治療実績が積み重ねられた。病院内に設置できる治療装置として医療側から加速器ベースのBNCT装置の開発が強く望まれている。われわれは"Hospital Friendly"のBNCT装置を目指し、具体的には極力残留放射能の低い施設を目指して加速器のパラメータを選定した。陽子ビームエネルーを8MeVとし、ターゲット材料はベリリウムを選択した。治療時間は短いほど良いが目安となる中性子強度がIAEAから提案されており、それを満たす陽子ビームのパワーは80kW(平均電流で10mA)である。加速器のビームダイナミクスはJ-PARCのフロントエンドをベースとしているがデューティサイクルはJ-PARCより1桁近く大きくなる。このため加速管の水冷、ターゲットの熱除去とブリスタリング対策が重要課題となる。本稿では装置の開発状況を報告する。
松本 浩*; 鈴木 富美子*; 菅原 寛孝*; 吉岡 正和*; 東 保男*; 松本 教之*; 長谷川 和男; 近藤 恭弘; 内田 和秀*; 黒川 真一*
no journal, ,
BNCT (Boron Neutron Capture Therapy) is a kind of radiation therapy for cancer. Boron is accumulated inside the tumor before the injection of the neutron beam to the target tumor. For long time BNCT researchers have been utilizing the neutron beam provided by nuclear reactors. The problem here is that appropriate nuclear reactors are scarce in the whole world. Recently, however, another source of neutron beam has been studied using high intensity, low energy proton accelerator. The intensity of the proton beam is 10 to 50 mA, which is rather high but the energy is always less than 10 MeV. The cost of the accelerator is about 1/7 of the heavy ion machine and it has a potential to become a standard machine as a tool for cancer radiotherapy in medium-sized to large hospitals. OIST BNCT will design a new and commercially affordable Linac (3 MeV beam energy) and solid Li target system. As a first step, we will concentrate to develop ECR ion source (60 mA of peak output current at 50 - 60 kV, 1 ms pulse width and 200 Hz of repetition rate) and LEBT (Low Energy Beam Transport).
