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吉本 政弘; 山崎 良雄; Saha, P. K.; 金正 倫計; 菅井 勲*; 入江 吉郎*
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 305(3), p.865 - 873, 2015/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Chemistry, Analytical)J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)では、H-荷電変換ビーム多重入射のためにHBCフォイルを採用している。HBCフォイルは大強度ビーム照射に対して寿命が長いという利点を持っている。これまでのところ、6か月以上の加速器利用運転期間ではフォイルは破損したことがない。しかしながら、入射部には高い残留線量が存在する。特に、フォイル直下流の真空容器のフランジに最も高い残留線量が観測されている。またこの残留線量はリニアックの181MeVから400MeVまでのエネルギー増強に伴い増加している。この入射部での高い残留線量の主な原因はフォイルで起こっている核反応によって生じた2次陽子や中性子であることが分かった。このフォイル自体の放射化は根源的な問題であり、それゆえに高線量場でのフォイルメンテナンスシナリオは大強度加速器における重要な課題の一つである。J-PARC RCSでは、作業員の放射線被ばくを可能な限り低減させ、放射化したフォイルが破損・飛散するリスクを抑えることを実現できる新しいメンテナンスシナリオに則ってフォイル交換機構の改造を行った。加えて、照射済みフォイルの分析を可能とするために、フォイル単体を破損させずにトンネルから回収できるようにした。
吉本 政弘; Saha, P. K.; 山崎 良雄; 川瀬 雅人; 佐伯 理生二; 林 直樹; 山本 風海; 發知 英明; 石山 達也; 金正 倫計; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 417, p.012073_1 - 012073_6, 2013/03
被引用回数：4 パーセンタイル：75.73(Materials Science, Coatings & Films)J-PARC RCSでは荷電変換H
ビーム入射方式のためにHBCフォイルを設置している。HBCフォイルの特性を調べるために、フォイルの寿命とフォイルによるビーム損失との観点から、HBCフォイルに関するビーム試験を実施した。荷電変換効率とフォイル散乱による損失との関係から、ユーザー運転に用いるフォイル厚さの最適化を行った。またユーザー運転中に合わせて、フォイルの寿命評価を兼ねた耐久試験を目的とした長期観測を実施した。1年以上経過してもフォイルに問題は見られなかった。
C targets on Au backings菅井 勲*; 武田 泰弘*; 川上 宏金*; 太田 直人*; 牧井 宏之; 宮武 宇也*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 655(1), p.24 - 33, 2011/11
被引用回数：3 パーセンタイル：26.67(Instruments & Instrumentation)Accurate measurement of the cross section of the C(
)
O reaction is very important in nuclear astrophysics. Enriched C targets prepared with the HIgh energy VIbrational Powder Plating [HIVIPP] method for this purpose have been used successfully. Initially, however, the C deposits for studying this small cross-section partially peeled from their Au backings when irradiated with beam currents 
2 times the 7 
A pulsed 
-beam used previously. This problem was solved when the amorphous C powders were converted to graphite by heat treatment in a high-temperature furnace. We investigated powder heat treatments at temperatures of 2600 to 3500
C to reveal which conditions resulted in uniform and highly adhesive depositions on Au backings.
Saha, P. K.; 吉本 政弘; 畠山 衆一郎; 發知 英明; 原田 寛之; 山崎 良雄; 金正 倫計; 入江 吉郎*; 菅井 勲*
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.3511 - 3513, 2011/09
The newly developed HBC stripper foil is used for the H stripping injection in the RCS and plays an important role in the operation. From the design criteria, it is very important to know the realistic stripping efficiency of the foil as a foil with different stripping efficiency causes a serious limitation in the stable and high power operation. We have developed a rather simple very precise method which determines the stripping efficiency very accurately. Such an accurate measurement of the installed foil is already found to very essential in order to determine realistic operational parameters for the RCS operation.
山崎 良雄; 吉本 政弘; 竹田 修; 金正 倫計; 菅井 勲*
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.3924 - 3926, 2010/05
J-PARCでは、RCSにビームを入射するためにリニアックから供給されるH
ビームから電子をはぎ取るための比較的厚い荷電変換カーボンフォイルが必要である。必要となるフォイルの厚みは200g/cm
程度で、この厚さは181MeVのHビームからH
への変換効率が99.7%に対応する。この目的のために、従来のカーボンにボロンをドープしたハイブリッドボロン添加カーボンフォイル(HBC)を開発し、フォイルの使用可能な寿命の大幅な改善ばかりでなく、長時間のイオンビーム照射中の高温度使用下でもフォイル厚さの減少や変形が起こりにくいフォイルとして確立された。そこで、われわれはこのカーボンフォイルにボロンをドープすることでなぜフォイルがビームに対し耐性を持つかを微視的観点から研究を始めた。まず、通常のカーボンフォイルとHBCフォイルを電子顕微鏡やイオンビーム分析による比較を試みた。
吉本 政弘; 山崎 良雄; 林 直樹; 山本 風海; 佐伯 理生二; 發知 英明; Saha, P. K.; 原田 寛之; 川瀬 雅人; 石山 達也; et al.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.3927 - 3929, 2010/05
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)ではボロンを含んだ炭素箔膜(HBCフォイル)を用いている。これまでRCSでの120kW定常運転及び300kWの試験運転での長期ビーム照射を経ても性能劣化は見られない。HBCフォイルの性能を確かめるためさまざまなビーム試験を行った。ビーム照射点を変えたり、膜厚の異なるフォイルを用いたりして、荷電変換効率の違いを測定した。また、フォイルを支持するSiCファイバーの影響も確認した。また、ビーム照射時のフォイルからのアウトガスの測定やビーム照射によるフォイル形状の変化についても報告する。
Saha, P. K.; 發知 英明; 原田 寛之; 吉本 政弘; 山本 風海; 山崎 良雄; 菅井 勲*
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.3921 - 3923, 2010/05
荷電変換膜における多重クーロン散乱を含む原子核散乱によって生じるビーム損失は、J-PARC RCSにおける制御できないビーム損失の一つである。そのビーム損失をよく理解するために、最近ビーム実験とシミュレーションの双方を用いた研究を実行した。厚さの異なる7枚の荷電変換膜を用いてビーム損失を測定し、その結果がシミュレーションとよく一致することがわかった。このような荷電変換膜の厚さに対するビーム損失の詳しい理解は、現在の入射エネルギー181MeVのみならず、近い将来に増強される400MeV入射でのRCSのビーム出力の増強シナリオに対しても荷電変換膜の厚さや形状の最適化に用いられる。
Be halo nucleus from 
Bi at coulomb barrierMazzocco, M.*; Signorini, C.*; Romoli, M.*; De Francesco, A.*; Di Pietro, M.*; Vardaci, E.*; 吉田 光一*; 吉田 敦*; Bonetti, R.*; De Rosa, A.*; et al.
European Physical Journal A, 28(3), p.295 - 299, 2006/06
被引用回数：46 パーセンタイル：90.03(Physics, Nuclear)弱く束縛されたハロー核 BeのBによる散乱を40MeVで測定した。低強度・低エミッタンスの放射性ビームによる実験であったが、8個のSiテレスコープからなる大立体角(
2
sr)かつコンパクトな検出器により測定が可能となった。
Beの散乱角度分布と相対的な核反応断面積は、似たような振る舞いであることがわかった。このことは、クーロン障壁近傍におけるハロー構造あるいは弱く束縛された系の反応機構に与える影響は余り大きくないことを示唆するものである。
倉持 勝也*; 金正 倫計; 入江 吉郎*; 菅井 勲*; 五十嵐 進*; 荒木田 是夫*; 武田 泰弘*
第14回加速器科学研究発表会報告集, p.637 - 639, 2003/00
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)では、3種類の荷電変換フォイルを使用する。1つは、リニアックからのHビームをH
に変換し、RCSへのビーム入射に利用し、他の2つはHに変換されなかったビームをビームダンプへと導くために利用する。ACCSIMで計算された粒子分布をもとにANSYSにより荷電変換フォイルの温度分布を計算したので報告する。
吉本 政弘; 山崎 良雄; Saha, P. K.; 金正 倫計; 山本 春也; 川口 和弘*; 菅井 勲*; 入江 吉郎*
no journal, ,
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)に代表される大強度陽子加速器において、荷電変換多重入射に用いる荷電変換フィルは大変重要な役割を持つ。荷電変換フォイルの膜厚を最適化するために、荷電変換効率の測定を行った。RCSには3枚の荷電変換フォイルを設置しており、3枚の組合せを変えることで、入射されてきたHビームだけでなく、変換し損ねたH
やHビームをそれぞれ分離して計測できる。ただし、荷電変換効率を同定するためには、荷電変換フォイルの膜厚を精度よく計測することが重要である。そのため、さまざまな方法を用いて膜厚測定を実施した。最も単純な方法は秤量で、重さを面積で割ることで平均的な膜厚を求めることができる。さらに精度の良い方法として、線の透過率による測定やラザフォード後方散乱(RBS)を利用した測定を行った。さらに走査電子顕微鏡(SEM)により直接断面の幅の計測から膜厚評価も行った。これらの結果を用いて、RCSでの荷電変換効率を算出し、荷電変換フォイルの膜厚を最適化した。この成果により、ビーム入射時のロスが低減され、加速器の安定性が向上した。
山崎 良雄; 吉本 政弘; Saha, P. K.; 竹田 修; 金正 倫計; 田口 富嗣; 山本 春也; 栗原 俊一*; 菅井 勲*
no journal, ,
J-PARC 3GeVシンクロトロンでは、リニアックからのHイオンのビームを、カーボン系材質の薄膜により荷電変換多重入射させることにより、Hイオンビームの蓄積を行っている。この荷電変換フォイルは、高出力ビームになればなるほどビームによる負荷が高まり、変形や損傷が生じやすく、ビーム運転を停止して交換する必要がある。よって加速器の稼働率を上げるには、より長寿命のフォイルが必要となる。現在、本施設では従来のフォイルに比較して、より長寿命化である、ボロンをドープした炭素棒を電極としたアーク放電法によるフォイル(HBCフォイル)を採用している。加速器の安定運転のために、よりフォイルの長寿命化を目指し、長寿命化のメカニズムを探究している。
吉本 政弘; Saha, P. K.; 金正 倫計; 田口 富嗣*; 山本 春也*; 菅井 勲*; 山崎 良雄
no journal, ,
RCSの荷電変換フォイルとして、我々はアーク放電法で製造されるハイブリッド型のホウ素ドープカーボンフォイル(HBC)を使用しており、これまで500kWまで高強度のビーム利用には十分な耐性を有している事を確認している。さらに、最近TASC(単層カーボンナノチューブ技術研究協会)で開発された多層グラフェンシート(GS)を、ビーム利用の荷電変換フォイルとして試用し、200kWビームの状態で半年間の連続運転でも破損せず使用できた。さらなる高強度ビーム照射下での寿命を予測することは、今後の1MWのビーム運転の安定化に向け非常に重要である。そのため、我々は量子科学技術研究開発機構高崎のTIARAを用いたオフラインでのフォイル試験結果から400MeVビーム運転のためのフォイル寿命を推定すべく評価方法を検討してきた。そこで、各々のビーム照射の影響を物質へ与える損傷度合いを表すDPA(Displacement Per Atom)をPHITSコードで算出し、TIARAの試験結果から、実際のビーム利用運転のフォイル損傷を推測するとともに、利用運転後のフォイルの形状変化と比較してみた。これらの評価法は、フォイルに対する寿命を推測する手段として有効と考える。しかし、PHITSでは結晶構造の違いを考慮できない。そこで結晶構造の違うHBCとGSの照射によるラマンスペクトル変化を比べてみた。現段階では、結晶構造が違うフォイルの寿命評価までには至っていないが、観測しうる変化量として重要な情報が得られた。
