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論文

The Surface composition of asteroid 162173 Ryugu from Hayabusa2 near-infrared spectroscopy

北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; 松岡 萌*; et al.

Science, 364(6437), p.272 - 275, 2019/04

 被引用回数:140 パーセンタイル:99.81(Multidisciplinary Sciences)

小惑星探査機はやぶさ2のターゲット天体であるリュウグウは、始原的な炭素質物質で構成されていると考えられている。はやぶさ2に搭載された近赤外分光計(NIRS3)によって、天体の表面組成を得た。天体全体の観測で、弱く細い吸収が2.72ミクロンに確認され、OHを含む鉱物の存在を示している。弱いOH吸収と低いアルベドは熱やショックによって変質を受けた炭素質コンドライトに似ている。OHバンドの位置はほとんど一定であり、衝撃片の集合によって形成されたリュウグウは組成的に均質であることを示している。

論文

Simulation of phase modulation for longitudinal emittance blow-up in J-PARC MR

山本 昌亘; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 野村 昌弘; 大森 千広*; Schnase, A.*; 島田 太平; 高木 昭*; 高田 耕治*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.012015_1 - 012015_6, 2015/09

J-PARC MRでは原子核実験ユーザーのために遅い取り出しによってコースティンングビームを供給している。その際、MRフラットトップでのマイクロウェーブ不安定性を抑えるため、縦方向エミッタンスを増大させておかなければならない。我々は、高い周波数の空洞を使って位相変調する方式についてエミッタンスがどのように増大するのかを調べた。適切な位相変調パラメーターを知るために、粒子トラッキングシミュレーションを行った。その結果エミッタンスがきれいに増大する領域では、変調周波数と空洞周波数の間に比例関係があることを発見した。また、エミッタンス増大に必要な時間は、変調をかける時間の平方根に反比例していることも発見した。これらの、位相変調を用いたエミッタンス増大法について、粒子トラッキングシミュレーションの結果を述べる。

論文

IAEAにおける原子分子データCoordinated Research Projects (CRP),3; 原子分子データの評価とコード比較

市川 行和*; 高木 秀一*; 中村 義春*; 今井 誠*; 佐々木 明

プラズマ・核融合学会誌, 89(9), p.600 - 610, 2013/09

IAEAにおける原子分子データのCoordinated Research Projectにおける、原子分子データの検証やコード比較の活動のひとつとして、nLTE(non local thermodynamic equilibrium)コード比較ワークショップについて紹介する。原子分子データを、核融合のような基礎科学や、EUV光源のような産業応用に用いる際には、衝突輻射モデルによって、状態の占有密度や輻射損失を評価することが重要である。高Z多価イオンの原子過程は複雑で、モデルの実験による検証が困難だったことで、従来、計算結果には不確定性があったが、衝突輻射モデルの研究者が集まり、決められたテスト問題を実行して結果を比較する当該ワークショップを実施したことにより、Wプラズマの価数の温度変化等を正確に計算できるようになった。

論文

炉内トリチウム

上田 良夫*; 大宅 薫*; 芦川 直子*; 伊藤 篤史*; 小野 忠良*; 加藤 太治*; 川島 寿人; 河村 学思*; 剣持 貴弘*; 斎藤 誠紀*; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 88(9), p.484 - 502, 2012/09

特定領域科研費「核融合炉実現を目指したトリチウム研究の新展開」のレビューのうち第3章4節を執筆した。JT-60Uの30秒Hモード放電では外側ダイバータ板からの炭化水素の発生量が多いときに容器内に残留する水素量が増加することを示した。さらに外側ダイバータ板から発生した炭化水素がプラズマ中でどのような経路を輸送されるのかを調べるため、人為的に外側ダイバータから$$^{13}$$CH$$_{4}$$を注入する実験を行い、実験後にダイバータ・タイルを取り出しタイル上の堆積物を同定した。その結果、注入口のほぼ正面の内側ダイバータ・タイル上に$$^{13}$$Cが多量のHとともに検出された。この結果は、磁力線を横切った輸送が支配的であること、及び$$^{13}$$CとHが結合した形態で輸送された可能性が高いことを示しており、これらから中性の炭化水素、すなわち$$^{13}$$CH$$_{x}$$, x=1$$sim$$4の形態で外側ダイバータから内側ダイバータまで輸送されたと解釈される。

論文

Simulation of controlled longitudinal emittance blow-up in J-PARC RCS

山本 昌亘; 野村 昌弘; Schnase, A.; 島田 太平; 田村 文彦; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 大森 千広*; 高木 昭*; et al.

Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.2952 - 2954, 2012/05

J-PARC RCSにおいては、大強度ビームをMRへ供給している。加速器の安全運転を継続するためには、MRの入射におけるビーム損失を避けることが重要であり、そのためには、RCSの取り出しにおける縦方向エミッタンスを最適化しなければならない。RCSとMRの間で縦方向エミッタンスの形を一致させるためには、RCSの加速過程において縦方向エミッタンスを増大させるのが望ましい。われわれは、RCSにおいて縦方向エミッタンスの増大に関する粒子トラッキング数値計算を行い、加速器のビームロスの抑制に有効な手法があることを見いだした。

論文

Simulation of longitudinal emittance control in J-PARC RCS

山本 昌亘; 野村 昌弘; Schnase, A.; 島田 太平; 田村 文彦; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 大森 千広*; 高木 昭*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.1940 - 1942, 2010/05

J-PARC RCSでは、ビーム調整とユーザー供給が行われている。大強度運転での縦方向操作や加速は成功裏に行われている。われわれはビーム負荷効果や空間電荷効果を考慮した縦方向粒子追跡コードを開発しており、縦方向ビームエミッタンスの評価に使用している。二重高周波と大強度運転でのビームエミッタンスと加速電圧パターンの関係について述べる。

論文

J-PARC RCS空胴のコアの座屈位置の測定

Schnase, A.; 大森 千広*; 田村 文彦; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 野村 昌弘; 島田 太平; 鈴木 寛光; 高木 昭*; et al.

Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.1077 - 1079, 2010/03

An impedance reduction had been detected in the J-PARC RCS cavity 7 in January 2009. After taking out and opening the cavity tanks, buckling at the inner radius was detected at some of the MA cores. Here we describe the development and application of magnetic sensors, which were expected to detect the buckling of the cores in the stainless steel water tanks without the need for taking out and opening them.

論文

高周波加速空胴用金属磁性体コアの熱変形の測定

島田 太平; 山本 昌亘; 鈴木 寛光; 戸田 信*; 長谷川 豪志*; 大森 千広*; 田村 文彦; Schnase, A.; 原 圭吾*; 野村 昌弘; et al.

Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.1080 - 1082, 2010/03

J-PARC 3GeVシンクロトロン高周波加速空胴において、長時間の運転後、金属磁性体を使用したコアの一部が座屈する現象が発生した。その過程と原因を調査するために、大気中においてコアを高周波電流によって励磁し、変形の過程を測定した。その結果とコアの製造過程の関係及びコアの耐久性向上についての考察を報告する。

論文

Acceleration voltage pattern for J-PARC RCS

山本 昌亘; 長谷川 豪志; 野村 昌弘; Schnase, A.; 田村 文彦; 穴見 昌三*; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 大森 千広*; 高木 昭*; et al.

Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.379 - 381, 2008/06

シンクロトロン加速器の加速電圧パターン計算コードは、大抵縦方向の運動力学に基づいた微分形式で書かれていることが多い。われわれは、前進差分法による加速電圧パターン計算コードを開発した。それは、偏向電磁石磁場と正確に同調する手法で、これまでの計算コードよりも正確な値を算出することができ、特にRCSのような速い繰り返しのシンクロトロンにおいて効果を発揮する。

論文

Beam acceleration with full-digital LLRF control system in the J-PARC RCS

田村 文彦; Schnase, A.; 野村 昌弘; 山本 昌亘; 長谷川 豪志; 芳賀 浩一; 吉井 正人*; 大森 千広*; 戸田 信*; 原 圭吾*; et al.

Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.364 - 366, 2008/06

J-PARC RCSでは大強度の陽子ビームを加速するために、フルデジタルのLLRF制御システムが採用されている。このシステムの特徴は、DDS技術をもとにしたマルチハーモニックのRF信号生成である。フルデジタルシステムの採用により、正確で、安定かつ再現性のあるRF電圧をMAコア空胴に発生することができる。RCSのビームコミッショニングは2007年10月から始まった。linac, RCSともによい安定性を示している。ビーム軌道及び長手方向のビーム信号も非常によい再現性をもっているため、非常に効率のよいコミッショニングが進んでいる。この発表では、コミッショニングで得られたビーム信号の幾つかを示し、コントロールの性能について議論する。

論文

J-PARC RCS non-linear frequency sweep analysis

Schnase, A.; 穴見 昌三*; 絵面 栄二*; 芳賀 開一*; 原 圭吾*; 長谷川 豪志; 野村 昌弘; 大森 千広*; 高木 昭*; 田村 文彦; et al.

Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.346 - 348, 2008/06

A standard way to measure the transfer function of a system of amplifier and cavity uses a network analyzer and a linear frequency sweep. However, to check the transfer function of the broadband (Q=2) RCS RF system, we analyze several harmonics at same time under real high power ramp conditions. A pattern driven DDS generates frequency and amplitude like in accelerator operation. During the 20ms acceleration time, a large memory oscilloscope captures the RF-signals. The data are processed offline like down conversion in a multi-harmonic LLRF-system, giving multi-harmonic amplitude and phase information. With this setup we could find and cure resonances before installation to the tunnel. RCS is in the commissioning phase and has reached the milestone of acceleration to final energy and beam extraction. 10 RF systems are in operation. The LLRF-system controls fundamental h(2) and 2nd harmonic h(4). The multiharmonic analysis allows to check the RF system behavior also at other harmonics.

論文

Cavity voltage calibration for J-PARC Ring RF

Schnase, A.; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 長谷川 豪志; 野村 昌弘; 大森 千広*; 島田 太平; 鈴木 寛光; 高木 昭*; 田村 文彦; et al.

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.340 - 342, 2008/00

J-PARC RCS (Rapid Cycling Synchrotron) is under commissioning and reached the milestones of acceleration to 3 GeV and extracting the beam to MLF and MR (Main-Ring). We found a discrepancy between expected synchrotron frequency as function of voltage seen by the beam and measured value at injection energy. Also we saw a difference between expected and measured synchronous phase during acceleration. The voltage seen by the beam seemed to be lower than the voltage by the acceleration cavities. We found that the High Voltage probes used at calibration gave a too high value due to unwanted capacitive coupling. We reduced the coupling by probe tip extension and calibrated all 10 RCS cavities again. In RCS beam operation we confirmed that the discrepancy was resolved, so that the beam sees the expected voltage. This knowledge was used in MR calibration. We confirmed that expected and measured synchrotron frequency match very well. Expected and voltage seen by the beam are within $$pm$$2%.

論文

J-PARCリングにおける高周波加速調整

田村 文彦; Schnase, A.; 野村 昌弘; 山本 昌亘; 鈴木 寛光; 島田 太平; 長谷川 豪志; 吉井 正人*; 大森 千広*; 戸田 信*; et al.

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.337 - 339, 2008/00

J-PARC RCSのビームコミッショニングは2007年10月に開始され、同月に3GeVまでの加速に成功し、2008年2月には$$1.07times10^{13}$$個の陽子の加速に成功した。現在はMLF及びMRにビームを供給しながら、ビームパワーの増強のためのコミッショニングを行っている。MRのコミッショニングは2008年5月から開始され、入射エネルギー3GeVにおけるRFによる捕獲,1秒のビーム保持及び取り出しに成功している。現在、RCSには10台、MRには4台のMA(magnetic alloy)空胴がインストールされている。MA空胴により、大強度の陽子の加速に必要な高い加速電圧を発生させることができる。これらのハイパワーシステムを制御するために、RCS, MRともにフルデジタルのLLRF制御システムを採用した。フルデジタルのシステムを採用したことで、非常に高精度かつ再現性の高い周波数,電圧及び位相の制御を行うことができる。この発表では、ビーム電流,軌道等の例を示しながら、RCS及びMRのビームコミッショニングにおけるRFの調整の現状及び今後の見通しについて述べる。

論文

J-PARCシンクロトロンRF空胴のためのMAコアの開発

野村 昌弘; 田村 文彦; Schnase, A.; 山本 昌亘; 長谷川 豪志; 島田 太平; 鈴木 寛光; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 戸田 信*; et al.

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.246 - 248, 2008/00

J-PARCでは、RCS及びMRの両シンクロトロンに、金属磁性体コアを装填した加速空胴を採用している。これらの加速空胴は、6個の水タンクからなり、計18枚の金属磁性体コアが装填されている。コアの冷却方式は水による直接冷却方式であり、加速ギャップは3か所である。この加速空胴の特長は、高い加速電圧(45kV/Cavity)を達成するために金属磁性体コアを採用している点である。RCSへは去年の夏に10台の据付けを完了し、約一年間のビームコミッショニングを行った。また、MRに関しては、今年の春に4台の据付けを完了し、約2か月間のビームコミッショニングを行った。本発表では、この金属磁性体コアの据付け前に行った300時間から1000時間以上の長期連続通電試験の結果、ビームコミッショニング中の運転状況、これらから得られた金属磁性体コアに対する知見について述べる。

論文

J-PARC RCS縦方向シミュレーション

山本 昌亘; 穴見 昌三*; 絵面 栄二*; 長谷川 豪志; 原 圭吾*; 堀野 光喜*; 野村 昌弘; 大森 千広*; Schnase, A.; 島田 太平; et al.

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.358 - 360, 2008/00

J-PARC Rapid Cycling Synchrotron(RCS)は2007年9月にビームコミッショニングを開始し、所定の3GeVまでの加速及び取り出しに成功した。ビーム強度を上げるための試験も行われており、大強度ビームを加速する際の入射時の空間電荷効果を抑えることもその一つである。RCSでは、マルチターン入射の手法を用いて入射を行っているが、その際通常の基本波RFのみを用いた手法ではバケツ中心の電荷密度が高くなってしまうため、2倍高調波,運動量オフセット,2倍高調波位相オフセットの各手法を組合せて、入射時のバンチングファクターを小さく抑える手法をシミュレーションにより検討した。ビーム試験の結果とシミュレーションとの比較について述べる。

論文

Current status of the control system for J-PARC accelerator complex

吉川 博; 榊 泰直; 佐甲 博之; 高橋 博樹; Shen, G.; 加藤 裕子; 伊藤 雄一; 池田 浩*; 石山 達也*; 土屋 仁*; et al.

Proceedings of International Conference on Accelerator and Large Experimental Physics Control Systems (ICALEPCS '07) (CD-ROM), p.62 - 64, 2007/10

J-PARCは多目的科学研究のために日本で建設されている大規模陽子加速器施設である。この施設は3つの加速器と3つの実験施設から成り、現在建設中である。リニアックは稼動開始して1年が経過し、3GeVシンクロトロンはこの10月1日に試験運転が開始されたところで、施設全体の完成は来年の夏の予定である。加速器の制御システムは、初期の試運転に必要な性能を実現させた。この制御システムに求められる最も重要な機能は加速器構成機器の放射化を最小限に食い止めることである。この論文では、調整運転の初期の段階において、制御システムの各部分が達成した性能を示す。

論文

MA cavities for J-PARC with controlled Q-value by external inductor

Schnase, A.; 長谷川 豪志; 野村 昌弘; 田村 文彦; 山本 昌亘; 穴見 昌三*; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 大森 千広*; 高木 昭*; et al.

Proceedings of 2007 Particle Accelerator Conference (PAC '07) (Internet), p.2131 - 2133, 2007/08

The original J-PARC RCS cavity design used cut-cores to control the Q-value. Adjusting the distance between the C-shaped core parts the optimum Q=2 is reached. Because of problems related to the cut-core surfaces, the "hybrid cavity" was introduced, using tanks with uncut cores (Q=0.6) in parallel to tanks with cut cores with a wider gap (Q=4), resulting in total Q=2. This was successfully tested. The manufacturing procedure for cut-cores involves more steps than for uncut cores. To reduce long-term operation risks, the RCS cavities are loaded with uncut cores for day-1 operation. With uncut cores (Q=0.6) the maximum beam power is limited. Therefore we introduce a parallel inductor, placed in the push-pull tube amplifier driving the cavity, to adjust the Q-value to 2. Parallel vacuum capacitors shift the resonance to 1.7 MHz. Each of the 10 RCS cavity systems necessary for day-1 is tested for at least 300 hours to detect initial problems before installation into RCS. We report the results of cavity performance tests with external inductor, which simulate 25 Hz operation and the optimization of the combined system of cavity and amplifier.

論文

Development of the beam chopper timing system for multi-turn injection to the J-PARC RCS

田村 文彦; Schnase, A.; 野村 昌弘; 山本 昌亘; 長谷川 豪志; 吉井 正人*; 穴見 昌三*; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 大森 千広*; et al.

Proceedings of 2007 Particle Accelerator Conference (PAC '07) (Internet), p.2125 - 2127, 2007/06

J-PARC RCSへの入射には、荷電変換を用いたマルチターン入射が行われる。スペースチャージ効果を軽減するためには、バンチングファクターを増やすのがよいため、モーメンタムオフセット法も同時に行われる。マルチターン入射では、リニアックのビームチョッピングされたパルス(「中間パルス」と呼ばれる)はRCSのRFに完全に同期していないといけない。このため、チョッパーのタイミング信号はRCSのRFで生成されるのである。本発表では、チョッパータイミングモジュールの概要、ハードウェアについて述べる。

論文

Status of J-PARC ring RF systems

Schnase, A.; 野村 昌弘; 田村 文彦; 山本 昌亘; 芳賀 浩一; 長谷川 豪志; 吉井 正人*; 大森 千広*; 原 圭吾*; 戸田 信*; et al.

Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.212 - 214, 2007/00

We present the Status of the J-PARC RF systems of the Rapid Cycling Synchrotron (RCS) and the 50 GeV Main-ring (MR). The RCS RF systems are prepared for beam commissioning scheduled in September 2007. The 10 cavities, amplifiers and power supplies are installed in the RCS tunnel. The cavities are loaded with improved uncut cores. The parallel inductor for Q=2 was successfully tested and installed in all systems. The long-term performance and reliability of each of the 180 cores was checked for at least 300 hours. One set of cores performed a 1000-hour power test. We operate the cavities in the tunnel together with the LLRF system to check the interoperability and prepare for 25 Hz RCS operation. Some issue related to noise and grounding was solved. Unwanted resonances of the tube amplifier in the RCS frequency range were analyzed and removed. For the MR RF systems, we have decided to employ the diamond polishing technique for cut-core production. The long run high power tests with cut-core loaded cavities are ongoing. We prepare for installation start to MR in September 2007.

論文

J-PARC RCSのシンクロナイゼーションシステム

田村 文彦; Schnase, A.; 野村 昌弘; 山本 昌亘; 長谷川 豪志; 吉井 正人*; 大森 千広*; 原 圭吾*; 戸田 信*; 高木 昭*; et al.

Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.460 - 462, 2006/00

J-PARCのRCSのビームは、適切なタイミング,位相で取り出され、中性子ターゲット、及びMRに入射されなければならない。中性子ターゲットで発生した中性子はフェルミチョッパーを中心とする分光器に入射されるが、エネルギーの分解能精度を上げるために、チョッパーの開口部とビームの位相は非常に高精度で制御される必要がある。また、MR入射に際しては、適切な空きバケツに入射するだけでなく、不要なダイポール振動を避けるためには、RFバケツの中心に入射しなければならない。この発表では、RCSのビームシンクロナイゼーションに関する要求,その動作原理,製作中のモジュールについて述べる。

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