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荻原 徳男; 引地 裕輔; 黒岩 雅英*
Vacuum, 86(7), p.908 - 912, 2012/02
被引用回数：1 パーセンタイル：4.08(Materials Science, Multidisciplinary)We have developed a Pirani type vacuum gauge for monitoring the back pressure of a turbo-molecular pump (TMP) which is employed often in nuclear fusion devices and sometimes in proton accelerators. As the vacuum components are subjected to high levels of radiation in these devices, the vacuum gauge for monitoring the back pressure should have high reliability and long life time so as to minimize exposure to radiation during maintenance. Moreover, the gauge is preferred to be able to measure the pressure from 0.1 Pa to 10
Pa for interpreting the vacuum conditions of the ring, as well as monitoring the back pressure. To fulfill the above requirements, the followings had been carried out: (1) All the components around the sensor head, including the connector and cables, are exchanged to the ones which have been ensured to perform satisfactorily after an irradiation dose greater than 30 MGy. (2) The semiconductor chips can be worked well 150 m far away from the sensor with the four-point probe method. (3) The current control is modified in such a way that the set value of the current increases with the pressure increase in several stages. This gauge has been worked well to monitor the back pressure of the TMP at Japan Proton Accelerator Complex (J-PARC) 3-GeV Rapid Cycling Synchrotron (RCS) since Oct. 2009.
黒岩 雅英*; 佐々木 優直*; 藤井 進*; 松本 信彦*; 荻原 徳男; 荒井 秀幸*
no journal, ,
3GeVシンクロトロンの真空システムにおいては、ビーム運転中の排気にTMPを使用する。そこでは、TMPとフォアラインポンプを制御するための真空計としてピラニ真空計を使用する。そのため、この真空計のセンサーヘッドには、30MGyという耐放射線性を有すること、並びに、振動等の機械的強度が要求される。また、ノイズ環境に強い必要がある。建家の制約条件から、ケーブル長も150mとなる。このような要求にこたえるピラニ真空計を開発し、実用化した。具体的には、センサーヘッドには耐放射線性の実証されている部材のみを使用した。また、制御に関しては、ケーブルの長さ対策として4端子法を採用した。さらに、ノイズ対策としては、定電流方式を採用し、測定範囲の拡大対策としては、電流の切り替え方式を取り入れた。
黒岩 雅英*; 松本 信彦*; 藤井 進*; 荻原 徳男; 荒井 秀幸*
no journal, ,
In J-PARC 3GeV synchrotron vacuum system, turbomolecular pumps (TMPs) are used for evacuation during beam operation. The backing pressure of the TMPs is always monitored with Pirani gauges. It is necessary for the gauge head to have high toughness against the vibration and abrupt air inlet etc. Thus W wire 50 micrometer in a diameter is adopted as the filament instead of Pt wire. Then we have found that the annealing at 1500 K for 10 min is effective to obtain the stable filament. Thus the gauge head with high toughness has been developed. The control unit for the gauge has been also newly designed, as the unit should be placed far from the gauge head which is located in a high level of radiation and electrical noise. We have adopted the combination of the constant current method with four-point probe method. Thus, with these techniques the output has been confirmed experimentally to be independent of the cable length, and less influenced by the noise. Generally the constant current method is not so suitable for measuring the higher pressure, however, we have confirmed that, for example, the pressure less than 20 Pa can be measured at 50 mA, and the pressure ranging from 20 Pa to 1000 Pa at 90 mA, respectively. Thus the current is controlled in such a way that the set value is increased with the increasing pressure in several stages.
和田 薫*; 志賀 隆史; 岡橋 和成*; 神谷 潤一郎; 小畠 雅明; 諸橋 裕子; 阿部 一英; 岸川 信介*; 佐々木 優直*; 黒岩 雅英*; et al.
no journal, ,
東京電子は、BeCu(ベリリウム銅)材料を用いた超高真空装置を製造・販売しており、日本原子力研究開発機構の持つNEG(非蒸発型ゲッター)コーティング技術を活用し、この二つの技術を組み合わせることで、無電源で動作するゲッター型BeCu真空チャンバーを開発した。実験では、大気開放後に真空排気を行い、200
Cで8.5時間のベーキング(活性化)処理を5回繰り返して圧力を測定した。NEGコーティングした方が、排気速度が向上し、到達圧力が低下することを確認した。さらに、ビルドアップの測定においても、同様のプロセスを経て5回の測定を行った結果、試験前の圧力には大きな差がないものの、回数を重ねるごとにNEGコーティングの有無で圧力に顕著な差が生じた。これにより、NEGコーティングが真空システムの効率を高め、超高真空環境の維持において重要な役割を果たすことが実証された。
