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中村 義輝; 奈良 孝幸; 上松 敬; 石堀 郁夫; 田村 宏行; 倉島 俊; 横田 渉; 奥村 進; 福田 光宏; 荒川 和夫
AIP Conference Proceedings 600, p.129 - 132, 2001/00
原研高崎のAVFサイクロトロン装置は、1991年3月における50MeV,4He
のファーストビーム引き出し以来、深刻な故障もなく順調に稼働している。過去7年間の平均では、年間運転時間は約3200hである。最近3年間では、われわれは次のような改良や開発等を実施した。サイクロトロンビームの安定化,制御計算機と基本プログラムの更新,新ECRイオン源の設置及びロータリーシャッターの改造。さらに、M/Q=4とM/Q=2のカクテルビームが、継続的に開発されている。現在、われわれは第5高調波の付加によるフラットトップ加速のためのRF空洞を検討している。
倉島 俊; 福田 光宏; 中村 義輝; 奈良 孝幸; 上松 敬; 石堀 郁夫; 田村 宏行; 横田 渉; 奥村 進; 荒川 和夫; et al.
AIP Conference Proceedings 600, p.303 - 305, 2001/00
原研高崎AVFサイクロトロンでは、フラットトップ加速の実現に向けて共振器の改造を検討している。フラットトップ加速とは、一時的ではあるが加速電圧を均一化することによりビームのエネルギー幅を縮小させるものである。原研高崎においてフラットトップ加速を実施する目的は、高エネルギーマイクロビーム形成やサイクロトロン本体の放射化低減等である。フラットトップ加速電圧を得るために、5倍高周波を用いた。5倍の高周波を基本波と同時に励振させるためには、共振器に5倍波用の空洞を新たに付加する必要がある。予備的なモデル試験を行った結果、基本波周波数11、13、15、20MHz においてフラットトップ電圧波形を確認することができた。また、基本波加速電圧30kV時に必要とされる5倍波の消費電力は約1kWであることが分かった。5倍波空洞を共振器に取り付ける空間を広く確保することが難しいため、可能な限りコンパクトな空洞にすることが設計段階において要求される。また、消費される電力も小さいほど良い。この2点を考慮して空洞の最適形状を検討するために、電磁場解析コード MAFIAを用いて計算を行っている。
奥村 進; 荒川 和夫; 福田 光宏; 中村 義輝; 横田 渉; 石本 貴幸*; 倉島 俊; 石堀 郁夫; 奈良 孝幸; 上松 敬; et al.
AIP Conference Proceedings 600, p.330 - 332, 2001/00
JAERI AVFサイクロトロンにおいて、ビーム電流を長時間一定に保つにはしばしば磁場調整が必要となっている。NMRプローブによる磁場測定と白金測温抵抗体による温度測定から、磁場と電磁石の鉄心温度との間に相関関係があることがわかった。メインコイルからの熱が主な原因となって鉄心温度が上昇し、ビームの不安定現象を引き起こしている。鉄心への熱を遮断するために鉄心とメインコイル間に温度制御した銅板を挿入した。それに加えて、ポール先端温度を独立に制御するために、トリムコイルの冷却水温度制御系を独立化した。磁場安定化のために、これら温度制御系の最適運転条件を見いだした。
奥村 進; 倉島 俊; 石本 貴幸*; 横田 渉; 荒川 和夫; 福田 光宏; 中村 義輝; 石堀 郁夫; 奈良 孝幸; 上松 敬; et al.
Proceedings of 13th Symposium on Accelerator Science and Technology, p.283 - 285, 2001/00
サイクロトロンの磁場の変化によるビームの不安定性が近年大きく取り上げられている。前回の本研究発表会では、原研AVFサイクロトロンにおいては運転開始後、電磁石ヨークが主にメインコイルの放熱により数十時間にわたって上昇を続け、このためにビーム電流が減少することを突き止めたことを報告した。その後、さらに詳細なヨーク温度の分布泳ぎ磁場強度の時間変化を測定するとともに、熱解析コードによるシミュレーションも加えて検討した結果、主な熱源がメインコイルとトリムコイルであることを明らかにした。これに基づいて、メインコイルの放熱を断熱する装置と、ハーモニックコイルの温度をコイル電流に依らずに一定にする装置を設置した。試験運転では、運転開始50時間後もビーム電流を初期値の90%に保つという良好な結果を得た。一方で、これまで見えなかったサイクロトロン室の空気温度の影響が現れるなどの問題も出てきた。
中村 義輝; 奈良 孝幸; 上松 敬; 石堀 郁夫; 田村 宏行; 倉島 俊; 横田 渉; 奥村 進; 福田 光宏; 赤岩 勝弘*; et al.
Proceedings of 13th Symposium on Accelerator Science and Technology, p.193 - 195, 2001/00
原研高崎のAVFサイクロトロン装置は、1991年3月のファーストビーム以来、特に深刻な故障もなく、順調に運転されている。年間の運転時間は、最近8年間での平均で約3200時間である。この2年間では、われわれは以下に示すような開発や改良を実施した。専用冷却システムの追加によるサイクロトロンビームの安定化、第5高調波RFを用いたフラットトップ装置の検討と設計,放射線遮蔽のためのロータリーシャッターの改造及びマグネティックチャンネルとその電源の増強等である。さらに、冷却系のための循環ポンプの更新,電源盤内のシャント抵抗の交換及び基幹ビーム輸送ラインでのいくつかの電磁石の再アラインメント等も、実施された。
横田 渉; 福田 光宏; 奥村 進; 荒川 和夫; 石堀 郁夫; 奈良 孝幸; 上松 敬; 田村 宏行; 倉島 俊; 中村 義輝; et al.
JAERI-Review 2000-024, TIARA Annual Report 1999, p.273 - 275, 2000/10
ほぼ等しい質量数対価数比(M/Q)を持つイオン種を短時間で交換するカクテルビーム加速技術は、広範囲のLETを必要とする宇宙半導体の開発等に不可欠である。現在TIARAではM/Q=5カクテル(
N
,
Ne
,
Ar
,
Kr
)が利用できる。M/Q=2(
Ne,
C
,
N
,
O,Ne
,
Ar)及びM/Q=4(He
,C
,O,Ne
,Ar,Kr
)カクテルについては異種イオンが混入するという問題があり、混入比を低減する技術開発を行った。その結果、一部のイオン種を除き、混入比を1
10
以下にすることに成功した。マルチターンの形成過程の解明は、P-チョッパーとS-チョッパーの組み合わせによるシングルパルス形成に必要なだけでなく、サイクロトロンのビームダイナミクスの理解に役立つ。そこでサイクロトロン内外のビームパルスの時間分布を測定した結果、内部ビームの時間分布よりも、ビーム引出しがマルチターンに強く影響していることが判明した。
荒川 和夫; 中村 義輝; 横田 渉; 福田 光宏; 奈良 孝幸; 上松 敬; 奥村 進; 石堀 郁夫; 田村 宏行
JAERI-Review 99-025, TIARA Annual Report 1998, p.254 - 256, 1999/10
原研サイクロトロンは、1992年に本格的なビームを提供して以来、23,200時間を運転した。昨年度は、3,216時間運転し、28種類のイオンを実験に提供した。また、サイクロトロンの経年劣化対策としてローカルパネルのスイッチ4,000個の交換、RF共振器冷却配管の更新及び既設ECRイオン源のクライストロン電源を更新した。また、高度化対策として制御系計算機を更新し、機能の向上を図った。カクテルビーム加速技術の開発では、M/Q=4シリーズの異種イオン混入防止のためのガス導入系の改造とイオン分離技術を開発した結果について述べた。また、新たにM/Q=2のフルストリップイオンのカクテルビーム加速試験結果について示した。
福田 光宏; 荒川 和夫; 奥村 進; 奈良 孝幸; 石堀 郁夫; 中村 義輝; 横田 渉; 上松 敬*; 田村 宏行
Proceedings of the 1999 Particle Accelerator Conference (CD-ROM), p.2259 - 2261, 1999/00
サイクロトロンのビーム利用効率を高めるため、イオン種とエネルギーを短時間で切替えるカクテルイオン加速法を開発した。この方法では、M/Q値がほぼ等しい複数のイオン種を同時にサイクロトロンに入射させ、加速周波数または磁場を特定のイオン種に合わせることによりほかのイオンを分離している。原研AVFサイクロトロンの質量分解能は、加速ハーモニクス2場合、A(M/Q)/(M/Q)=410であり、M/Q=4のカクテルイオンのM/Q値の差はこれ以下であるため、異種イオンの混入が避けられない。そこで、ECRイオン源での供給ガスを短時間で切替える方法、加速周波数を微調する方法、安定同位体イオンを加速する方法などで異種イオンの混入率を抑えた。さらに分解能を高めるため、加速電圧を下げてターン数を増やして異種イオンを加速位相から早く外す方法を考案し、異種イオン混入率を10以下に抑えることに成功した。
荒川 和夫; 福田 光宏; 奥村 進; 中村 義輝; 奈良 孝幸; 上松 敬; 石堀 郁夫; 横田 渉; 田村 宏行
Cyclotrons and Their Applications 1998 (Cyclotrons'98), p.617 - 620, 1998/00
原研AVFサイクロトロンは、1992年1月より実験利用を開始し、同年9月より定常運転に入り、1998年3月には20000時間運転を達成した。この間、プロトンからキセノンまでの33種類のイオンを10MeVから520MeVのエネルギー範囲で、実験利用に提供してきた。最近開発したカクテルビーム加速技術を中心に、サイクロトロンにおける改良・改造とビーム加速の現状、及びビーム計測技術の現状について報告する。
福田 光宏; 荒川 和夫; 奥村 進; 中村 義輝; 奈良 孝幸; 上松 敬; 石堀 郁夫; 横田 渉; 田村 宏行
Proc. of 11th Symp. on Accelerator Sci. and Technol., p.139 - 141, 1997/00
原研AVFサイクロトロンにおいて、イオン種・エネルギーを短時間で変更する技術として、カクテルビーム加速技術を開発した。イオン源に複数のガスを導入し、生成したイオンのうちM/Qがほぼ等しく、分析電磁石で分離・弁別できないイオン種をすべてサイクロトロンへ入射し、同時に加速する。サイクロトロンの加速周波数等の1~2のパラメータを特定のイオン種に合わせることにより、目的とする単一イオンだけを引き出す。この方法は、周波数のみを変更し、他のパラメータは、まったく変更する必要がないので、30秒~2分程度の極めて短時間でイオン種を変更できる。M/Q≒4と5のシリーズについての実験結果とサイクロトロンによるイオン種分離の方法について報告する。また、この加速技術の応用について述べる。
奥村 進; 福田 光宏; 横田 渉; 荒川 和夫; 中村 義輝; 奈良 孝幸; 上松 敬; 石堀 郁夫; 田村 宏行
Proc. of 11th Symp. on Accelerator Sci. and Technol., p.338 - 340, 1997/00
原研高崎研のAVFサイクロトロンは1997年の8月で18000時間の運転時間を達成した。年間マシンタイムの割り当て状況や加速ビームの種類の変化、故障の発生状況、電磁石電源のシャント抵抗交換等メンテナンス状況について報告する。ビーム開発においてはカクテルビーム加速技術の開発やビーム位相モニタの開発、イオン源については多価金属イオン生成のために開発中のECRイオン源の現状について報告する。
小嶋 拓治; 春山 保幸; 橘 宏行; 田中 隆一; 岡本 次郎; 八木 国光*; 田村 直幸*; 原 秀元*; 柏崎 茂*
Radiation Physics and Chemistry, 42(4-6), p.757 - 760, 1993/00
被引用回数：7 パーセンタイル：60.43(Chemistry, Physical)これまでアラニン/ESR線量測定法については、主に高精密に広い線量範囲が測定可能となる基準あるいはトランスファー線量測定を目的とした開発が行われてきた。一方、放射線滅菌を始めとする放射線プロセスの工程管理用として、簡便かつ安定性の高いルーチン用アラニン/ESR線量測定法の開発が望まれていた。本論文では、すでに開発されたアラニン線量計素子に比べて成形法を簡単化し、現在一般に使用されているプラスチック線量計よりも精密度が高い安価な素子の製造と線量計特性、及びこれと並行して開発された、通常の分光光度計に使い易さ・価格がともに匹敵する自動アラニン線量計リーダーの製造と装置特性について述べるとともに、この両者の組合わせにより、1-100kGyの線量範囲を
3%以内で測定可能であることを明らかにした。
佐藤 友太郎*; 田村 直幸; 青木 章平; 二階堂 昭二; 橘 宏行; 久米 民和; 田中 隆一; 田島 訓; 菊地 孝行; 河合 視己人; et al.
JAERI-M 6000, 42 Pages, 1975/03
発芽防止のための馬鈴薯の
線照射が昭和47年8月許可されたことにより、わが国初の実用馬鈴薯照射施設が農産物放射線照射利用実験事業として北海道士幌町に建設されることとなった。原研高崎研究所は、本事業の事業主体となる士幌町農脇の依頼により本照射施設の概念設計のための調査、線量測定実験および設計計算を行なった。その結果、1.5ton入の大型コンテナを照射容器とし、線量範囲6~15krad、照射処理能力10,000ton/月ton/月という条件をみたす照射装置として、線源は円筒型に組立てた
Co 300kCiとする;照射方式は線源の周囲を円形に走る1段式コンベア方式による;線源格納は水中格納方式とする等の結論が得られた。
