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千代 悦司*; 戸内 豊*; 金子 広志*; 高戸 浩史*; 沢田 順一*; 草野 譲一; 水本 元治
JAERI-Tech 99-020, 56 Pages, 1999/03
原研では、大強度陽子ビームを用いて基礎科学研究及び原子力工学研究を展開する中性子科学研究計画を提案している。本計画において陽子加速器は、エネルギー1.5GeV、出力8MWのビームを加速する。陽子加速器用高周波システムは、加速周波数の違いから低エネルギー加速部と高エネルギー加速部に大別される。本報告では、各加速部のRFシステムについて概念設計を行った。低エネルギー部では、1MW連続運転が可能な増幅管の検討を行い、システム構成要素の基本設計を行った。高エネルギー部では、空胴のRF励振方式や空胴チューニングエラーの影響を検討し、クライストロン1台当り四空胴を駆動するシステムでの基本設計を行った。またIOTでシステムを構築する時の考察やユーティリティーで必要とされる電源設備容量と冷却水量を見積もった。
水本 元治; 草野 譲一; 長谷川 和男; 大内 伸夫; 小栗 英知; 金正 倫計; 千代 悦司*; 富澤 哲男; 戸内 豊*; 本田 陽一郎*; et al.
Proc. of 1st Asian Particle Accelerator Conf. (APAC98), p.309 - 313, 1998/11
中性子科学研究用陽子加速器は加速エネルギー1.5GeVで最大ビーム出力8MWの大電流を加速する。世界に先駆けてこのような大出力ビームを加速するためには、ビームの漏れの低減、高効率化、信頼性の向上等の多くの開発課題を解決する必要がある。また、本加速器は中性子散乱などの基礎研究用としてパルス運転を、また、消滅処理などの工学試験を目的としてCW(連続)運転双方に対応可能である必要がある。これらの条件を満たすために、超伝導加速器を第一の選択として検討を進めた。本発表では、加速器技術開発の観点から、加速器の基本仕様、開発の現状と課題を示す。
赤岡 伸雄*; 千代 悦司*; 長谷川 和男; 本田 陽一郎*; 伊野 浩史*; 金子 広志*; 金正 倫計; 草野 譲一; 水本 元治; 椋木 健*; et al.
Proceedings of 6th European Particle Accelerator Conference (EPAC98) (CD-ROM), 2 Pages, 1998/09
原研では核破砕中性子源を用いた基礎研究及び消滅処理等の工学試験を目的として中性子科学研究計画を提案している。この計画では、加速エネルギー1.5GeV、ビーム出力8MWの大強度陽子加速器の開発が必要とされる。現在、加速器の概念設計を進めるとともに、入射部を構成する高輝度負イオン源、高周波四重極リニアック(RFQ)、ドリフトチューブリニアック(DTL)、高周波源の要素技術開発と、高エネルギー加速部を構成する超伝導加速空洞について試作試験を進めている。本発表では、中性子科学研究計画の概要、大強度陽子加速器の基本構成、システム検討の結果、要素技術開発の現状を報告する。
小栗 英知; 水本 元治; 草野 譲一; 長谷川 和男; 大内 伸夫; 金正 倫計; 奥村 義和; 戸内 豊*
Proceedings of 6th European Particle Accelerator Conference (EPAC98) (CD-ROM), p.749 - 751, 1998/01
原研では中性子科学研究計画の一環として、ビームパワー8MWの大強度陽子リニアックの建設を計画している。現在、陽子リニアックの入射部に相当する正イオン源とRFQを組み合わせたビーム試験を実施しており、ピークビーム電流80mA、デューティーファクター8%の2MeVビーム加速に成功している。また負水素イオン源の開発も進行中であり、正イオン源を改造した負イオン源にてアークパワー18KWに対し、5.5mAの負イオンビームを得ている。現在、本実験結果を基に、新しい負イオン源の設計、製作を行っている。
千代 悦司*; 戸内 豊*; 金子 広志*; 草野 譲一; 長谷川 和男; 水本 元治
Proc. of 1st Asian Particle Accelerator Conf. (APAC98), p.83 - 85, 1998/00
原研における中性子科学研究計画(NSP)では、陽子エネルギー1.5GeV、ビーム出力8MWの大強度陽子加速器を計画している。この加速器は、常伝導のRFQ,DTL加速器部及び超伝導の加速器部で構成され、ピークRF電力としてRFQに300kW、DTLに7MW、超伝導加速器に30MWが必要である。RF源は、加速器建設費の過半数を占め、また信頼性を決定する主な要因でもある。本発表は、このRF源の概念設計について報告する。
水本 元治; 草野 譲一; 長谷川 和男; 大内 伸夫; 小栗 英知; 金正 倫計; 富澤 哲男; 伊藤 崇; 千代 悦司*; 池上 雅紀*; et al.
Proc. of Int. Symp. on Environment-conscious Innovative Mater. Processing with Advanced Energy Sources, p.71 - 78, 1998/00
原研では大強度陽子加速器を中核として、核破砕中性子源を多角的に利用したさまざまな研究施設を有する中性子科学研究計画を提案している。提案されている加速器は超伝導リニアックを主体とした線形加速器と蓄積リングからなり、粒子のエネルギーは1.5GeV、ビーム出力は8MWである。この加速器は、基礎研究用にはパルス運転を、放射性廃棄物の消滅処理等の工学試験用にはCW(連続)運転を想定して開発を進めている。本発表では、計画の概要と加速器開発の現状を報告する。
水本 元治; 草野 譲一; 長谷川 和男; 大内 伸夫; 小栗 英知; 金正 倫計; 千代 悦司*; 富澤 哲男; 戸内 豊*; 池上 雅紀*; et al.
Proc. of XIX Int. Linac Conf. (LINAC98), 1, p.349 - 353, 1998/00
原研では大強度陽子加速器を中核としてさまざまな研究施設を有する中性子科学研究計画を提案している。加速器のエネルギーは1.5GeV、出力は8MWで、基礎研究用にはパルス運転を、消滅処理研究用にはCW(連続)運転を想定して加速器の開発を進めている。100MeVから1.5MeVまでの高エネルギー加速部での加速構造として超伝導リニアックを選択した。低エネルギー加速部では、イオン源、RFQによりエネルギー2MeV、ピーク電流80mA、10%デューティーの運転条件を達成し、DTLでは20%デューティーでのハイパワー試験を行った。また超伝導空胴の開発のためにテストスタンドを完成し、
=0.5(陽子エネルギー145MeV領域)の空胴を試作し44MV/m@2Kの最高表面電界を達成した。
千代 悦司*; 本田 陽一郎*; 大内 伸夫; 戸内 豊*; 長谷川 和男; 草野 譲一; 水本 元治
Proc. of XIX Int. Linac Conf. (LINAC98), 2, p.923 - 925, 1998/00
原研では中性子科学研究計画(NSP)を提案しており大強度陽子加速器の概念設計が行われている。NSP用加速器は、RFQ,DTL及び超伝導加速器からなり、連続運転とパルス運転がなされる。超伝導加速器は水素イオンビームを0.1GeVから1.5GeVまで加速し、加速器の空胴形状は、ビーム速度の違いから幾つかのセクションに分割される。セクションを8分割とするとエミッタンスグロースが抑制され、かつ加速器長が短く抑えられる。空胴のパラメータは、4空胴ごとに等量のRF電力となり、その内1空胴の最大表面電界が16MV/mとなるよう決定される。ピークビーム電流30mAのパルス運転において最大140kWのRF電力が高端空胴で必要となり、一方、5.33mAの連続運転では41kWのRF電力が必要となる。全RF電力は、パルス運転と連続運転とでそれぞれ25MWと7.5MW必要となる。
千代 悦司*; 高戸 浩史*; 戸内 豊*; 草野 譲一; 水本 元治
Proceedings of 23rd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.243 - 245, 1998/00
原研、中性子科学研究用加速器の高周波源について発表を行う。本発表では、超伝導リニアックの高周波源について検討し、空胴RF励振方法やローレンツ力の影響を評価する。また、増幅管をクライストロンやIOTで構築したときのシステム検討を報告する。RF励振方法では、パルス励振と連続励振とを比較し、その励振方法によるローレンツ力に対する空胴デチューンの対応方法の違いを評価し、空胴励振のタイムパターンを示した。ローレンツ力の影響の評価では、空胴共振周波数の変化に対するRF電力の増加量及び空胴電圧の変化、電場立ち上がり特性を評価した。システム検討では、実在するクライストロンをモデルにしてRF源の供給電力及び効率を計算した。またIOTを増幅管とするときの特長及び問題点を示した。最後に、RF励振方法と増幅管種の組み合わせについて所見を記述した。
長谷川 和男; 水本 元治; 草野 譲一; 富澤 哲男; 大内 伸夫; 小栗 英知; 金正 倫計; 戸内 豊*; 本田 陽一郎*; 赤岡 伸雄*; et al.
Proceedings of 23rd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.19 - 21, 1998/00
中性子科学研究計画に使用する大強度陽子加速器(エネルギー1.5GeV、平均ビームパワー8MW)の開発を進めている。30~50mAの比較的高電流を加速するパルス運転と、10mA以下の低電流のCW運転モードを両立するために、それぞれの入射器を独立に最適化設計し、7MeVのエネルギー部分で合流する構成とした。このシステム設計に基づき、各加速器要素のビームダイナミックスや工学的な設計検討を進めている。また、負水素イオン源を試作し基本的な特性の取得を開始するとともに、RFQやDTLのCWハイパワー試験、超伝導加速空胴の試作試験を行っており、その開発の現状について報告する。
長谷川 和男; 水本 元治; 伊藤 伸夫*; 小栗 英知; 戸内 豊*; 村田 裕彦*; 草野 譲一
Journal of Nuclear Science and Technology, 34(7), p.622 - 627, 1997/07
被引用回数：10 パーセンタイル：63.12(Nuclear Science & Technology)原研における大強度陽子加速器の要素技術開発の一環として、高周波4重極リニアック(RFQ)が設計・製作された。本研究におけるRFQは、加速エネルギー2MeV、電流100mA(ピーク値)、デューティーファクターが10%の陽子ビームの加速を目指す。RFQのビーム加速試験が行われ、プロファイル、エネルギースペクトル、エミッタンス等の特性が測定され、シミュレーション計算と比較された。本ビーム加速試験の結果では最大70mAの電流値でデューティー7%の値が得られた。このRFQの性能は、現在稼動中の加速器としては世界有数のものであり、この技術開発の結果、加速器入射部の大強度運転の見通しが得られた。
水本 元治; 草野 譲一; 長谷川 和男; 大内 伸夫; 小栗 英知; 金正 倫計; 戸内 豊*; 本田 陽一郎*; 椋木 健*; 伊野 浩史*; et al.
Proc. of 11th Symp. on Accelerator Sci. and Technol., p.130 - 132, 1997/00
原研では核破砕中性子源を用いた基礎科学の推進や消滅処理の工学的研究を目的として中性子科学研究計画を提案している。この計画では、加速エネルギー1.5GeV、加速電流値最大5.33mAの大強度リニアックと5MWクラスの蓄積リングの開発が必要とされる。現在、加速器の入射部(高輝度負イオン源、高周波四重極リニアック(RFQ)、ドリフトチューブリニアック(DTL)、高周波源等)と、高エネルギー加速部を構成する超伝導加速空胴の開発を進めている。本発表では中性子科学計画の概要を紹介すると共に、加速器技術開発の成果と加速器の基本構成、システム検討等の結果を報告する。
小栗 英知; 金正 倫計; 大内 伸夫; 長谷川 和男; 草野 譲一; 水本 元治; 奥村 義和; 戸内 豊*
Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.308 - 310, 1997/00
原研で提案している中性子科学研究計画に使用する大強度陽子加速器は、ビームエネルギー1.5GeV、ビームパワー8MWを想定しており、現存する加速器の性能をはるかに上回る。そのため原研では現在、大強度陽子加速器の入射部に相当する水素イオン源とRFQを製作してビーム加速試験を行い、加速器建設のための要素技術開発を実施している。現在のRFQの性能は、出力ピーク電流80mA、デューティー8%であり、両者とも設計値の8割程度である。今回、さらに電流値を上げるための手掛かりを検討するために、CTをRFQ入口に設置してRFQ入射ビーム電流を測定し、LEBT,RFQのビーム透過率の評価を行った。その結果、イオン源出力ビームのエミッタンスの改良によって電流が増加する見込みを得た。また原研では、今年度より負水素イオン源のビーム試験を開始しており、現状では、入力アークパワー18kWに対し、5.5mAの負イオンビームを得ている。
水本 元治; 草野 譲一; 長谷川 和男; 大内 伸夫; 小栗 英知; 金正 倫計; 戸内 豊*; 本田 陽一郎*; 椋木 健*; 伊野 浩史*; et al.
Proc. of Int. Conf. on Future Nuclear Systems (Global'97), 2, p.1402 - 1407, 1997/00
原研では核破砕中性子源を用いた消滅処理の工学的研究や、基礎科学の推進を目的として中性子科学研究計画を提案している。この計画では、加速エネルギー1.5GeV、加速電流値最大5.33mAの大強度陽子加速器の開発が必要とされる。現在、加速器の入射部を構成する、高輝度負イオン源、高周波四重極リニアック(RFQ)、ドリフトチューブリニアック(DTL)、高周波源等の要素技術開発を実施すると共に、高エネルギー加速部を構成する超伝導加速空胴についての単セル空胴の試作試験を進めている。超伝導空胴試験では陽子用の超伝導空胴としては世界的にも優れた性能を達成した。本発表ではこれらの技術開発の成果と加速器の基本構成、システム検討等の結果を報告する。
金正 倫計; 水本 元治; 草野 譲一; 長谷川 和男; 大内 伸夫; 小栗 英知; 戸内 豊*; 椋木 健*; 伊野 浩史*; 本田 陽一郎*; et al.
Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technol., p.85 - 90, 1997/00
原研では核破砕中性子を用いた基礎科学研究の推進と、原子力分野への新たな応用を目的として、中性子科学研究計画を提案している。この計画では、加速エネルギー1.5GeV電流値数mAの大強度陽子加速器と、ビームパワー出力数MWが可能な陽子蓄積リングの開発が必要とされる。現在加速器のビーム入射部を構成する正及び負の高輝度水素イオン源、高周波四重極リニアック(RFQ)、ドリフトチューブリニアック(DTL)、高周波源などの要素技術開発を実施し、加速エネルギー2MeVのビーム試験に成功している。高エネルギー加速部を構成する超伝導加速空胴については、電磁場及び構造強度解析を進め、単セル空胴の試験を実施している。また、陽子蓄積リングについての概念検討も昨年度から開始した。本発表ではこれらの進捗状況について報告を行う。
