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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

Vertical and lateral transport of particulate radiocesium off Fukushima

乙坂 重嘉; 中西 貴宏; 鈴木 崇史; 佐藤 雄飛; 成田 尚史*

Environmental Science & Technology, 48(21), p.12595 - 12602, 2014/11

 被引用回数:20 パーセンタイル:60.12(Engineering, Environmental)

福島第一原子力発電所から約100km東方の沖合に、2011年8月から約2年間にわたってセジメントトラップを設置し、事故由来の放射性セシウムの海底への輸送フラックスを見積もるとともに、鉛同位体濃度等を指標として沈降粒子の輸送過程を解析した。$$^{137}$$Cs粒子束は観測期間の初期に高く、季節的に変動しながら全体として減少傾向を示した。この放射性セシウムの粒子束は、主に2つのモードで制御されていた。一つ目は表層水中で放射性セシウムを取り込んだ粒子の急速な鉛直輸送(鉛直モード)であった。このモードは、特に事故後の早い段階で支配的であり、観測点付近の海底における放射性セシウムの分布を形成したと推測された。二つ目のモードは、海底付近に運ばれた粒子状放射性セシウムの再移動であった(水平モード)。福島周辺の広域で採取した海底堆積物中の$$^{137}$$Cs/$$^{210}$$Pb比を沈降粒子と比較することにより、水平モード時に堆積物が移動する範囲は数十km程度であると推定された。

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

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

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

Chemical evolution of amino acid induced by soft X-ray with synchrotron radiation

金子 房恵*; 田中 真人*; 成田 悟*; 北田 朋*; 松井 貴弘*; 中川 和道*; 安居院 あかね; 藤井 健太郎; 横谷 明徳

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 144-147, p.291 - 294, 2005/06

 被引用回数:18 パーセンタイル:65.08(Spectroscopy)

宇宙空間など固相アミノ酸に紫外線や軟X線が照射された場合アミノ酸がたんぱく質へと化学進化するかどうか調べるためグリシン及びフェニルアラニン薄膜に軟X線を照射した。軟X線照射によりグリシン二量体,フェニルアラニン二量体が生成することがわかった。また、グリシン薄膜に860eVの軟X線を照射した場合でも同様に二量体が生成された。

口頭

IFMIF/EVEDA加速器系に関する日本側タスクの現状

神藤 勝啓; 大平 茂; 菊地 孝行; 久保 隆司; 米本 和浩; 粕谷 研一; 前原 直; 高橋 博樹; 小島 敏行; 堤 和昌; et al.

no journal, , 

IFMIF/EVEDA事業の加速器系の日本側タスクの現状及び今後の予定を報告する。2010年3月に原型加速器のビーム試験を行うIFMIF/EVEDA開発試験棟が竣工した。今後2年間で、原型加速器を駆動するための電源設備,2次冷却水循環設備の設置や、ビームダンプ周辺の局所補助遮蔽壁などを設置し、2012年より加速器機器の搬入及び上流側より段階的にビーム試験を行う予定である。軸長9.8mのRFQの中央部に直径90mmの8つのポートからRFパワーを供給するためのRFカプラーの開発では、これまでに4-1/16インチと6-1/8インチの2種類のRF真空窓,同軸管を介したループアンテナによるRFカプラーの設計を行った。テストベンチを製作し、検証試験の結果によって採用するRF真空窓のサイズの選定を行う予定である。加速器制御では、人員保護システムや機器保護システム,タイミングシステムは、特に高い信頼性が求められる。これらのシステムはテストベンチを製作して試験を進めてきた。今冬よりCEAでの入射器のビーム試験でそれらのシステムを組み込んで制御系の試験を行い、原型加速器制御系の設計及び開発に反映させる。

口頭

福島県沖における放射性セシウムの沈降粒子束

乙坂 重嘉; 鈴木 崇史; 中西 貴宏; 成田 尚史*; 加藤 義久*

no journal, , 

福島第一原子力発電所から約100km東方の沖合に、2011年8月から約1年間に渡ってセジメントトラップを設置し、26日間隔で13期間の沈降粒子を採取した。実験で得られた沈降粒子中の$$^{134}$$Csの分析結果から、福島第一原子力発電所事故由来の放射性セシウムの海底への輸送量と輸送機構を解析した。$$^{134}$$Csの沈降粒子束は、4から97mBq/m$$^{2}$$/dayで変化しており、2011年8月から9月にかけて大きく、一旦減少した後、2011年12月に再び増加し、2012年5月にかけて緩やかな減少傾向を示した。沈降粒子中の$$^{134}$$Cs濃度は、5から415Bq/kgの範囲で変化しており、全体として減少傾向が見られたが、2011年12月に一時的に高い値を示した。この期間には、沈降粒子中の陸起源成分の濃度や、炭素/窒素比がともに増加したことなどから、観測点周辺海域の堆積物が再移動し、沈降粒子の一部として捕捉されたものと推測される。事故によって影響を受けた堆積物も同様に移動し、結果的に、沈降粒子中の$$^{134}$$Cs濃度が増加したと考えられる。

口頭

FPGA utilization of the accelerator interlock system through MPS development in LIPAc

西山 幸一; 高橋 博樹; 榊 泰直; 成田 隆宏; 小島 敏行*; Knaster, J.*; Marqueta, A.*

no journal, , 

核融合炉材料の健全性評価のため、14MeVの中性子を生成照射する国際核融合材料照射施設(IFMIF)の開発が進められている。IFMIFの工学実証のため六ヶ所村に導入される、リニアIFMIFプロトタイプ加速器(LIPAc)は9MeV, 125mA, 1.125MWのCW重陽子ビームを生成する。LIPAc機器保護システム(MPS)は、異常なビームやその他の危険から構成機器を保護する重要なインターロックシステムで高速な信号処理が求められる。LIPAc MPSでは高速処理機能をFPGAを用いることにより実現している。本発表ではLIPAc MPSを通じて加速器制御システムでのFPGA技術の適用とその応用について記載する。

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