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論文

Conceptual study on parasitic low-energy RI beam production with in-flight separator BigRIPS and the first stopping examination for high-energy RI beams in the parasitic gas cell

園田 哲*; 片山 一郎*; 和田 道治*; 飯村 秀紀; Sonnenschein, V.*; 飯村 俊*; 高峰 愛子*; Rosenbusch, M.*; 小島 隆夫*; Ahn, D. S.*; et al.

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2019(11), p.113D02_1 - 113D02_12, 2019/11

AA2019-0315.pdf:1.37MB

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Multidisciplinary)

理化学研究所の不安定核ビーム施設(RIBF)では、入射核破砕反応や核分裂で生成される多くの核種からインフライト分離装置(BigRIPS)を用いて実験対象の核種を分離している。しかるに、分離された残りの核反応生成物の中にも核構造から興味深い多くの不安定核が含まれている。これらをBigRIPSから取り出して研究することができれば、RIBFの有効利用につながる。そこで、BigRIPS内に設置したガスセル中で核反応生成物を停止させてレーザーでイオン化して引き出す装置(PALIS)を開発中である。開発の一環として、RIBFの$$^{78}$$Krビームの破砕反応により生成する$$^{67}$$Se近傍の不安定核をガスセル中で停止させる実験を行なった。実験結果は破砕反応の模型計算の予測とよく一致し、ガスセル中での停止効率は約30%と評価された。この結果を基に、次のステップとして、停止した核反応生成物をガスセルから引き出すことを行う。

論文

IFMIF/EVEDA加速器の入射器試験におけるPulse Duty管理システムの開発

高橋 博樹; 成田 隆宏; 宇佐美 潤紀; 榊 泰直; 小島 敏行*

Proceedings of 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.756 - 759, 2015/09

IFMIF/EVEDA加速器(LIPAc)制御系の人員保護システム(PPS)では、人員の加速器室への入退出を管理するだけなく、ビーム運転時に発生する放射線により運転員などが不要に被ばくすることがないよう、許認可に基づいてビーム発生量の管理を行う必要がある。そのため、入射器のコミッショニングにおいては、入射器からのビーム発生量を、ビーム発生時間を計測することで管理することとなった。そこでビーム発生時間を管理するために、PPSのサブシステムとしてPulse Duty管理システム(PDMS)を設計し開発し、その機能試験を入射器のコミッショニング試験においてH$$^{+}$$ビームを用いて実施した。その結果、開発したPDMSが、PPSが入射器のビーム運転許可信号をキャンセルした後、入射器のビームが実際に停止するまでの遅れ時間をも十分考慮した機能を有しており、安全を十分考慮したPulse Duty管理が実現できることを確認した。本件では、PDMSの概要を説明するとともに、入射器のコミッショニングにおける試験結果を示し、本システムの開発状況について報告する。

論文

Safety managements of the linear IFMIF/EVEDA prototype accelerator

高橋 博樹; 前原 直; 小島 敏行; 成田 隆宏; 堤 和昌; 榊 泰直; 鈴木 寛光; 杉本 昌義

Fusion Engineering and Design, 89(9-10), p.2066 - 2070, 2014/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

On the Linear IFMIF/EVEDA Prototype Accelerator (LIPAc), the engineering validation up to 9MeV by employing the deuteron beam of 125mA are planning at the BA site in Rokkasho, Aomori, Japan. Since the deuteron beam-power is achieved to a 1 MW level, and $$gamma$$-ray and neutron is a critical issue. An establishment for safety management is indispensable to reduce radiation exposure for personnel and radio-activation for accelerator components. For this purpose, Personnel Protection System (PPS) of LIPAc control system, which works together with the radiation monitoring system and the access control system and etc., are applied. In this article, three function of personnel access control, radiation monitoring and operation control of the LIPAc for safety management will be presented in details.

論文

IFMIF/EVEDA加速器制御系の開発状況

高橋 博樹; 成田 隆宏; 西山 幸一; 宇佐美 潤紀; 榊 泰直; 春日井 敦; 小島 敏行*

Proceedings of 11th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.799 - 802, 2014/10

IFMIF/EVEDA加速器の制御システムは、CCS(Central Control System), LAN(Local Area Network) PPS(Personnel Protection System), MPS(Machine Protection System), TS(Timing System), LCS(Local Control System)の6サブシステムで構成されており、日本の実施機関である原子力機構はCCS, LAN, PPS, MPSおよびTSの5システムの設計・開発を進めてきた。そして特にハードワイヤで機器と接続されるPPS, MPS, TSにおいては、テストベンチを開発し、欧州において入射器との接続試験を実施し、その性能・機能の確認を行ってきた。現在、日本で実施される加速器のコミッショニング試験の最初として、入射器の据付および調整運転が進められており、制御系においては欧州でのテストベンチの試験結果をもとに、調整試験後に行われる入射器コミッショニング試験開始に向け、制御系各システムの開発、整備を進めている。本件では、PPSの入射器コミッショニング試験に特化した追加機能および各システムの開発、整備状況を報告する。

論文

IFMIF/EVEDA加速器制御系と入射器とのインターフェース試験

高橋 博樹; 小島 敏行; 成田 隆宏; 前原 直; 榊 泰直; 鈴木 寛光

Proceedings of 10th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.724 - 727, 2014/06

国際核融合材料照射施設(IFMIF)に関する工学実証及び工学設計活動(EVEDA)におけるプロトタイプ加速器(Linear IFMIF Prototype Accelerator: LIPAc)は、定常運転モードで9MeV/125mAの重陽子イオンビームを加速する。LIPAc制御システムの人員保護システム(PPS), 機器保護システム(MPS)及びタイミングシステム(TS)は、安全上及び機器動作上重要なシステムであり、ハードワイヤにより加速器サブシステム(入射器, RFQなど)と信号の授受を行うことから、インターフェース及び信号授受後の動作シーケンスの調整が重要である。また、不具合が見つかった場合の対応に時間がかかることから、EUから日本に輸入される前にEU側所掌の機器との組合せ試験の実施が必須である。そこで、これら確実な動作を実現するために加速器制御系開発当初から実機に用いるPLC, MPSユニット, TSモジュールを使ったテストベンチの開発に着手した。そしてEUで行われた入射器の動作試験において、開発したテストベンチを入射器と接続し、インターフェースの確認試験、並びに、信号授受後の動作確認試験を実施した。本件ではEUにて実施した入射器とPPS, MPS, TSのインターフェース試験について報告する。

論文

$$gamma$$-ray and neutron area monitoring system of linear IFMIF prototype accelerator building

高橋 博樹; 小島 敏行; 成田 隆宏; 堤 和昌; 前原 直; 榊 泰直; 西山 幸一

Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.2736 - 2739, 2013/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

IFMIFプロトタイプ加速器の放射線安全のために、$$gamma$$線と中性子線のエリアモニタリングシステムを設計した。これらの測定データは、システムの監視盤と加速器制御系の両方で監視とデータ収集が行われる。一方で、積算線量が閾値を越えた場合インターロック信号は加速器制御系の人員保護システム(PPS)と機器保護システム(MPS)に出力される。この信号受信後、PPSとMPSは素早くビームを停止して、放射線にかかる安全を確保する。このようにして本システムは、ハードワイヤのインターロック信号伝送による高い信頼性の確保と、エリアモニタリングシステムと加速器制御系間のデータ共有性能の両立を実現している。

論文

Development status of data acquisition system for LIPAc

高橋 博樹; 小島 敏行; 成田 隆宏; 榊 泰直; 小向 聡*

Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.3972 - 3974, 2012/07

IFMIF/EVEDA加速器(LIPAc)の制御システムはEPICSを採用し、機器の遠隔監視制御、データ収集を行う。LIPAcは、IFMIF加速器を構成する基本的な機器で構成されており、それら機器の工学実証を目的としている。よって、LIPAcにおける各機器Commissioning、並びに、加速器Commissioning等のすべてのデータは、工学実証における各機器性能の検証、及び、IFMIF加速器開発活動において、非常に重要である。このように、LIPAcに関する重要なデータを確実に収集し、さらには、検証作業、開発活動における効率的なデータ検索を実現するために、Relational Database(RDB)をベースとしたデータ収集系の開発を開始した。LIPAc用DACの設計方針として、RDBとしてはPostgreSQLを用い、データ収集能力の確保、及び、データ増加時の対応を考慮し、データ収集用RDB複数台でデータ収集系を構築することとした。また、検索用PCを1台設置し、このPCを介してのみユーザはデータ検索可能とすることで、複数台のデータ収集用RDBがユーザからは1つのRDBとして扱うことを可能とすることとした。本件では、この方針のもと開発を進めている、LIPAc用データ収集系の開発状況を報告する。

論文

Design of $$gamma$$-ray and neutron area monitoring system for the IFMIF/EVEDA accelerator building

高橋 博樹; 前原 直; 小島 敏行; 久保 隆司; 榊 泰直; 竹内 浩; 設楽 弘之; 平林 慶一*; 日高 浩介*; 執行 信寛*; et al.

Fusion Engineering and Design, 86(9-11), p.2795 - 2798, 2011/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:20.43(Nuclear Science & Technology)

IFMIF/EVEDAの加速器実験では、ビームダンプのターゲット材として銅を採用した設計が進められており、最大9MeVの重陽子ビームが入射される計画である。このため大量の中性子が発生するとともに、ビームダンプの熱負荷除去ための水やコンクリート遮蔽材による$$gamma$$線生成が予想できる。加速器系設備では、中性子及び$$gamma$$線モニターと連携したPPSを構築する計画している。採用予定の中性子及び$$gamma$$線の検出レベルは、それぞれ0.025eV$$sim$$15MeV, 80keV$$sim$$1.5MeV領域レベルであり、現在の遮蔽設計において、これらの検出レベル以下となるような遮蔽であるかどうか検証することが安全審査のために必要不可欠である。このために9MeV重陽子イオンビーム入射による銅からの中性子角度分布のエネルギー依存性を九州大学との共同研究で取得し、この核データを用いて水及びコンクリートにおける$$gamma$$線及び中性子のエネルギー減衰についてPHITSコードを用いて解析した。

論文

Development status of PPS, MPS and TS for IFMIF/EVEDA prototype accelerator

高橋 博樹; 小島 敏行; 堤 和昌; 成田 隆宏; 西山 幸一; 榊 泰直; 前原 直

Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.1734 - 1736, 2011/09

IFMIF/EVEDA加速器制御系は、中央制御システム(CCS),制御系LAN(LAN),人員保護システム(PPS),機器保護システム(MPS),タイミングシステム(TS)と機器制御システム(LCS)の6サブシステムで構成される。IFMIF/EVEDA加速器は、出力1MWのD$$^{+}$$ビームの加速器であるため、この制御システムには高い信頼性、並びに、ビームコミッショニングなどのためのさまざまな運転を実現する有用性が要求される。これらの要求実現のために、初期段階として、われわれは特にPPS, MPSとTSの開発を進めている。この発表は、PPS, MPSとTSのハードウェア開発状況についてまとめたものである。

論文

Phase-change materials; Vibrational softening upon crystallization and its impact on thermal properties

松永 利之*; 山田 昇*; 小島 理恵*; 社本 真一; 佐藤 真直*; 谷田 肇*; 宇留賀 朋哉*; 小原 伸司*; 高田 昌樹*; Zalden, P.*; et al.

Advanced Functional Materials, 21(12), p.2232 - 2239, 2011/06

 被引用回数:103 パーセンタイル:95.79(Chemistry, Multidisciplinary)

相変化材料のアモルファスと結晶状態の熱特性は顕著な違いを示しており、それは結晶相におけるより大きな温度因子であり、またより際立った非調和的な振舞いである。これらの発見は結晶化における結合の変化に関連している。

論文

IFMIF/EVEDA加速器制御系機器保護システム(MPS)の開発状況

成田 隆宏; 小島 敏行; 堤 和昌; 高橋 博樹; 榊 泰直

Proceedings of 7th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (DVD-ROM), p.673 - 676, 2010/08

IFMIF/EVEDAにおけるプロトタイプ加速器は、9MeV/125mAの大強度CW D+ビームを生成する。本加速器コミッショニングを安全に短期間で実現するために、J-PARCで実績のある既存ハードウェアをベースに、IFMIF/EVEDA用にカスタマイズして制御系を構築するという設計方針の下、MPSの開発を進めている。本加速器のMPS遠隔監視・操作部について、基幹部のMPSユニットとハードワイヤードで信号授受するPLCは、加速器全体で使用する機器の統一性からSIMATIC S7 300が使用される。SIMATC PLCはEUにおいて広く使用されているが、日本の加速器での使用実績がなく、遠隔制御用EPICSドライバの開発が必須である。現在SIMATIC PLCを組込んだテストベンチを構築し開発を開始した。本発表では、これらMPSの開発・試験状況を報告する。現開発状況は、SIMATIC PLCを介した遠隔操作・監視をテストベンチで実現し、2010年秋のLCS接続試験(インジェクタ)へのI/F対応準備中である。

論文

Present status of the MPS and TS for IFMIF/EVEDA accelerator

高橋 博樹; 小島 敏行; 堤 和昌; 成田 隆宏; 榊 泰直; 前原 直

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2695 - 2697, 2010/05

IFMIF加速器、及び、その原型加速器の制御システムはCCS, LAN, PPS, MPS, TS, LCSの6サブシステムで構成される。現在、原型加速器で実証するための、制御系サブシステムの設計、及び、試作を行っている。IFMIF原型加速器は、J-PARC, SNSと同出力の大強度重陽子加速器である。そのため、制御システムには、特に、高速なビーム停止機構を実現するためのMPSや、装置の放射化を最小限にするようなコミッショニング運転を実現するためのTSが要求される。これを実現するために、2010年9月からEUにて実施されるInjectorの試験に併せて、MPS及びTSの試作機器の試験を実施し、その試験結果を評価する。そして、IFMIF原型加速器で使用する制御系実機の設計・製作に反映させる予定である。本件では、EUで行う試験のために、現在開発を進めているTSのモジュールや、MPSとTSの遠隔監視・操作を実現するためのEPICSドライバの開発状況を報告する。

論文

The Accelerator prototype of the IFMIF/EVEDA project

Mosnier, A.*; Beauvais, P. Y.*; Branas, B.*; Comunian, M.*; Facco, A.*; Garin, P.*; Gobin, R.*; Gournay, J. F.*; Heidinger, R.*; Ibarra, A.*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.588 - 590, 2010/05

The objectives of the IFMIF/EVEDA project are to produce the detailed design of the entire IFMIF facility, as well as to build and test a number of prototypes, including a high-intensity CW deuteron accelerator (125 mA @ 9 MeV). Most of the accelerator components (injector, RFQ, superconducting RF-linac, transport line and beam dump, RF systems, local control systems, beam instrumentation) are designed and provided by European institutions (CEA/Saclay, CIEMAT, INFN/LNL, SCK-CEN), while the RFQ couplers, the supervision of the control system and the building including utilities constructed at Rokkasho BA site are provided by JAEA. The coordination between Europe and Japan is ensured by an international project team, located in Rokkasho, where the accelerator will be installed and commissioned. The design and R&D activities are presented, as well as the schedule of the prototype accelerator.

論文

Recent progress in the energy recovery linac project in Japan

坂中 章悟*; 明本 光生*; 青戸 智浩*; 荒川 大*; 浅岡 聖二*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2338 - 2340, 2010/05

日本においてERL型放射光源を共同研究チームで提案している。電子銃,超伝導加速空洞などの要素技術開発を進めている。また、ERL技術の実証のためのコンパクトERLの建設も進めている。これら日本におけるERL技術開発の現状について報告する。

論文

IFMIF/EVEDA加速器制御系人員保護システム(PPS)の設計方針

小島 敏行; 高橋 博樹; 榊 泰直; 前原 直

Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.487 - 489, 2010/03

国際核融合材料照射施設に関する工学実証及び工学設計活動(IFMIF/EVEDA)におけるプロトタイプ加速器は、入射器(出力100keV),RFQ(出力5MeV),初段の超伝導ライナック(出力9MeV)からなり、加速器の定常運転を実証するため、9MeV/125mAと大強度のCW D$$^{+}$$ビームを生成することが要求されている。D$$^{+}$$を加速した場合、中性子発生による放射化が大きな課題であり、Personnel Protection System(PPS)として高い信頼性が求められる。IFMIF/EVEDAでのPPS開発は、これまでに開発と運用実績のあるJ-PARCのものをベースとし、各装置や機器とのインターロック信号は、LAN等の通信手段の経路を介さずに、独立した2系統のハードワイヤードによる信号経路での取合いを基本として構成する。さらに中枢となるプログラマブルロジックコントローラー(PLC)として欧州標準汎用品であるシーメンス社製SIMATICを採用して開発を行う。本発表では、IFMIF/EVEDA加速器PPSの設計方針を中心に報告する。

論文

IFMIF/EVEDA原型加速器の進捗状況

神藤 勝啓; Vermare, C.*; 浅原 浩雄; 杉本 昌義; Garin, P.*; 前原 直; 高橋 博樹; 榊 泰直; 小島 敏行; 大平 茂; et al.

Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.668 - 670, 2010/03

国際核融合材料照射施設(IFMIF)に関する工学実証及び工学設計活動(EVEDA)における原型加速器の2008年度の進捗について報告する。原型加速器のすべての加速器機器は、それぞれ設計が始まり、製作や個別試験についての計画を策定し、設計パラメータを決めてきた。個々の機器の進捗を分析し、IFMIF加速器の工学実証の計画を検討した結果、事業期間を2014年まで延長することが提案され、BA運営委員会で承認された。本発表では、各加速器機器の設計状況、欧州と日本が担当している加速器機器群と、日本が担当している六ヶ所村のIFMIF/EVEDA開発試験棟建屋のインターフェイスや現在までに提案されている工学実証試験での運転計画を報告する。

論文

IFMIF/EVEDA加速器制御系の概要

高橋 博樹; 小島 敏行; 榊 泰直; 前原 直

Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.490 - 492, 2010/03

国際核融合材料照射施設(IFMIF)に関する工学実証及び工学設計活動(EVEDA)加速器は、9MeV/125mAのCW D$$^{+}$$ビームを生成する。大強度でD$$^{+}$$を加速することから、ビームロスによる放射化が大きな課題であり、この放射化を十分考慮し、信号伝送路の2重化などにより高い信頼性を確保したPersonnel Protection System (PPS)、数10$$mu$$secでインターロック信号を伝送しビームを高速で停止させるMachine Protection System(MPS)、コミッショニングにおける放射化を最小限にするパルス運転と最終的なCW運転の異なる2種類の運転を実現するTiming System(TS)などで構成される制御系の開発を進めている。本発表では、IFMIF/EVEDA加速器制御系の概要と、2010年1月からEUでの実施が予定されている、制御系と加速器サブシステムとの動作試験に向けた制御系の開発状況について報告する。

論文

Operation of the electron accelerators and $$gamma$$-ray irradiation facilities

金子 広久; 春山 保幸; 羽田 徳之; 花屋 博秋; 山縣 諒平; 清藤 一; 金沢 孝夫; 小嶋 拓治; 山口 敏行*; 八木 紀彦*; et al.

JAEA-Review 2008-055, JAEA Takasaki Annual Report 2007, P. 192, 2008/11

1号電子加速器は、新材料開発のためのグラフト重合,半導体の照射効果,外部ユーザーの種々の実験等に利用されている。電子加速器の年間運転時間は、706.3hであった。コバルト60$$gamma$$線照射施設は、3つの照射棟に合計8つの照射室があり、0.04Gy/hから20kGy/hまでの、広い範囲の線量率で照射が可能である。コバルト第1照射棟,コバルト第2照射棟及び食品照射棟のそれぞれの年間運転時間は、23,433h, 9,010h, 10,631hであった。

論文

Utilization of the electron accelerator and $$gamma$$-ray irradiation facilities

金子 広久; 春山 保幸; 羽田 徳之; 花屋 博秋; 山縣 諒平; 清藤 一; 金沢 孝夫; 小嶋 拓治; 山口 敏行*; 八木 紀彦*; et al.

JAEA-Review 2008-055, JAEA Takasaki Annual Report 2007, P. 193, 2008/11

1台の電子加速器及び$$gamma$$線照射施設を、年間の運転計画に基づいて照射利用に供した。19年度の電子加速器の利用件数は505件で、環境保全技術及び原子力施設材料分野が増加し、無機機能材料分野が減少した。また、$$gamma$$線照射施設の利用件数は1174件で、バイオ技術分野が増えて、原子力施設材料分野が減少した。

論文

Operation of the electron accelerators and $$gamma$$-ray irradiation facilities

金子 広久; 花屋 博秋; 羽田 徳之; 山縣 諒平; 清藤 一; 金沢 孝夫; 小嶋 拓治; 小山 茂*; 山口 敏行*; 川島 郁男*; et al.

JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 209, 2008/03

1号電子加速器は、新材料開発のためのグラフト重合,半導体の照射効果,外部ユーザーの種々の実験等に利用されている。電子加速器の年間運転時間は、597.4時間であった。コバルト60$$gamma$$線照射施設は、3つの照射棟に合計8つの照射室があり、0.04kGy/hから20kGy/hまでの、広い範囲の線量率で照射が可能である。コバルト第1照射棟,コバルト第2照射棟及び食品照射棟のそれぞれの年間運転時間は、20,844h, 6,335h, 3,150hであった。

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