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論文

iBNCT用線形加速器のビームコミッショニング

内藤 富士雄*; 穴見 昌三*; 池上 清*; 魚田 雅彦*; 大内 利勝*; 大西 貴博*; 大場 俊幸*; 帯名 崇*; 川村 真人*; 熊田 博明*; et al.

Proceedings of 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1244 - 1246, 2016/11

いばらき中性子医療研究センターのホウ素中性子捕獲療法(iBNCT)システムは線形加速器で加速された8MeVの陽子をBe標的に照射し、中性子を発生させる。この線形加速器システムはイオン源, RFQ, DTL, ビーム輸送系と標的で構成されている。このシステムによる中性子の発生は2015年末に確認されているが、その後システムの安定性とビーム強度を共に高めるため多くの改修を施した。そして本格的なビームコミッショニングを2016年5月中旬から開始する。その作業の進展状況と結果を報告する。

論文

Development of a microcalorimeter with transition edge sensor for detection of LX rays emitted by transuranium elements

中村 圭佑; 前田 亮*; 安宗 貴志*; 前畑 京介*; 石橋 健二*; 田中 啓一*; 梅野 高裕*; 高崎 浩司; 百瀬 琢麿

Radiation Protection Dosimetry, 146(1-3), p.88 - 91, 2011/07

 被引用回数:1 パーセンタイル:87.73(Environmental Sciences)

エネルギー分散型のX線検出器として超伝導相転移端温度計(TES)型マイクロカロリーメータの研究が行われている。TES型マイクロカロリーメータは熱検出器であり、入射光子のエネルギーを温度上昇として測定する。本研究では、超ウラン元素から放出されるLX線を計測するため、吸収体に厚さ5$$mu$$mのAuを用いたTES型マイクロカロリーメータを開発した。さらに、冷却システムには液体ヘリウムを用いないギフォード・マクマホン冷凍機を搭載した希釈冷凍機を用いた。このシステムの性能評価のため$$^{241}$$Amより放出されるLX線の検出を行った。その結果、エネルギー分解能が約80eVとなり、TES型マイクロカロリーメータによるLX線検出が有効であることがわかった。

論文

Development of a TES microcalorimeter for spectroscopic measurement of LX-rays emitted by transuranium elements

前畑 京介*; 中村 圭佑*; 安宗 貴志*; 石橋 健二*; 高崎 浩司; 田中 啓一*; 小田原 成計*; 永田 篤士*

Journal of Nuclear Science and Technology, 47(3), p.308 - 313, 2010/03

 被引用回数:5 パーセンタイル:59.86(Nuclear Science & Technology)

超ウラン元素から放出されるLX線エネルギーの測定のために相転移端(TES)型マイクロカロリーメータを開発した。120nm厚の金と50nm厚のチタンの2層構造とし、TESの相転移温度は200mKで設計した。10から20keVのエネルギーのLX線に対して、吸収効率50%で毎秒100カウントの計数率を確保するためにさらに5.0$$mu$$mの金の層を金/チタン二層構造上に蒸着している。このTES型マイクロカロリーメータを用いて$$^{241}$$Am, $$^{238}$$Pu及び$$^{239}$$Puの線源から放出されるLX線を測定した。検出パルスの減衰時定数は180$$mu$$sであり、毎秒100カウント以上の計数率でTES型マイクロカロリーメータが作動することを確認した。エネルギー分解能は、$$^{237}$$NpのL$$beta$$$$_{1}$$X線である17.75keVのピークにおいて50eVの半値幅であった。

論文

The DTL/SDTL alignment of the J-PARC linac

森下 卓俊; 浅野 博之; 伊藤 崇; 上野 彰; 長谷川 和男; 内藤 富士雄*; 高崎 栄一*; 田中 宏和*; 吉野 一男*; 池上 雅紀*

Proceedings of 2007 Particle Accelerator Conference (PAC '07) (Internet), p.1523 - 1525, 2007/06

J-PARCリニアックは機器のインストールを終了し、ビーム総合運転試験を開始した。機器の精密な整列は高品質のビーム加速にとって本質的に重要である。J-PARCリニアックでは、機器の許容設置誤差は0.1mmである。DTL及びSDTLは機器の中心位置を整列させるため、光学望遠鏡を使用して機器のインストール段階から精密に設置した。一台あたりの長さが10mに及ぶDTL空洞は三台のユニットタンクからなる。インストール時のユニットタンク連結で生じる位置ずれを検出するため、レーザートラッカーを使用したモニタリングを行い、要求精度内の設置が可能となった。また、建家の不等沈下を定期的に測定し、DTL及びSDTLの設置に補正を加えた。その結果、DTL/SDTL区間において、ビーム加速のために十分な精度で機器が整列された。

論文

High power conditioning of the DTL for J-PARC

伊藤 崇; 浅野 博之; 森下 卓俊; 青 寛幸; 田中 宏和*; 内藤 富士雄*; 加藤 隆夫*; 高崎 栄一*

Proceedings of 2007 Particle Accelerator Conference (PAC '07) (Internet), p.1517 - 1519, 2007/06

J-PARCで利用される3台のDTL空洞の高電力コンディショニングを2006年10月から開始した。ビーム加速に必要となる設計高周波ピーク電力は、約1.1MW(DTL1), 1.2MW(DTL2)及び1.0MW(DTL3)である。コンディショニングの結果、パルス幅650$$mu$$s,繰り返し周波数25Hzという条件において、われわれは設計値の1.2倍に相当する1.3MW, 1.45MW及び1.23MWを達成した。現在行われているビームコミッショニングの期間中、DTLは要求される電力を安定に保持している。

論文

RF characteristics of the SDTL for the J-PARC

伊藤 崇; 浅野 博之; 森下 卓俊; 山崎 良成; 田中 宏和*; 内藤 富士雄*; 加藤 隆夫*; 高崎 栄一*

Proceedings of 23rd International Linear Accelerator Conference (LINAC 2006) (CD-ROM), p.740 - 742, 2007/00

J-PARCで用いられるSDTL空洞は、H-ビームを50MeVから191MeVまで加速する。われわれは、SDTL空洞の高周波特性を測定し、電場分布の調整を行った。予測していたQ値はSUPERFISHの値の80%程度であったが、測定されたQ値は90%以上であり、ビーム加速に要求される高周波電力の低減が可能であることを確認した。また、すべての空洞においてビーム加速軸上の電場分布のばらつきを$$pm$$1%以内に調整し、安定したビーム加速の可能性を示した。

論文

Transportation of the DTL/SDTL for the J-PARC

伊藤 崇; 浅野 博之; 森下 卓俊; 山崎 良成; 内藤 富士雄*; 高崎 栄一*; 吉野 一男*; 田中 宏和*; 加藤 隆夫*; 壁谷 善三郎*; et al.

Proceedings of 23rd International Linear Accelerator Conference (LINAC 2006) (CD-ROM), p.782 - 784, 2007/00

J-PARCで使用される3台のDTL及び32台のSDTL空洞の組み立てがKEKで行われた。組み立ての後、DTL1及び12台のSDTLの大電力試験を行い、その後DTL1を用いたビーム加速試験を行った。KEKにおける試験の後、すべてのDTL及びSDTL空洞をKEKから原子力機構に運搬しなければならない。運搬によるドリフトチューブのアライメントに対する影響を調べるために、プロトタイプ空洞を用いたドリフトチューブのずれの測定試験を行った。試験の結果、ドリフトチューブのずれは0.02mm以下であり測定精度の範囲内で一致していた。この結果に基づき、すべてのDTL及びSDTL空洞がKEKから原子力機構に運搬された。運搬後のドリフトチューブの位置測定の結果、取り付け位置のずれが明らかなドリフトチューブは見つからず、すべての空洞において、組み立て精度の悪化はないものと判断した。

論文

J-PARCリニアックにおけるDTL/SDTLのアライメント

森下 卓俊; 浅野 博之; 伊藤 崇; 池上 雅紀*; 高崎 栄一*; 田中 宏和*; 内藤 富士雄*; 吉野 一男*

Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.376 - 378, 2006/00

J-PARCリニアックにおいて、2005年秋よりDTL及びSDTLのインストールが開始され、2006年3月に設置を終えた。機器を精密にアライメントすることは、高品質のビーム加速のために重要である。DTL/SDTLにおいては、接続されるケーブル,機器が多く、特にDTLにおいては再アライメントに時間を要するため、インストール時からビーム加速に耐えうる精度まで精密にアライメントを行った。レーザートラッカーを用いた測定により、要求精度を満たすことを確認した。また、トンネル内の床レベルの変動を一年以上にわたり監視し、変動を定量的に評価した。

論文

J-PARCリニアックにおけるアライメント

森下 卓俊; 青 寛幸; 伊藤 崇; 上野 彰; 長谷川 和男; 池上 雅紀*; 久保田 親*; 高崎 栄一*; 田中 宏和*; 内藤 富士雄*; et al.

Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.266 - 268, 2005/07

J-PARC線形加速器において、加速器要素機器の正確なアライメントは高品質のビーム加速にとって不可欠である。インストール時の基準となる墨出しは、機器の搬入に先立ってすべてのフロアーで完了している。本発表では墨出しの結果とインストール時におけるアライメントターゲットの設置精度の評価とアライメント手順、及び建物の長期変動をモニターするセンサーとそのメンテナンス装置の開発状況について報告する。

論文

J-PARC DTL第3空洞の高周波特性試験

伊藤 崇; 浅野 博之*; 森下 卓俊; 加藤 隆夫*; 高崎 栄一*; 田中 宏和*; 吉野 一男*; 内藤 富士雄*

Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.242 - 244, 2005/07

日本原子力研究所と高エネルギー加速器研究機構(KEK)が共同で進めている大強度陽子加速器計画(J-PARC)では、3MeV$$sim$$50MeVまでのH$$^{-}$$イオンの加速に、ドリフトチューブリニアック(Drift Tube Linac:以下DTL)が用いられる。DTLは全3空洞から成り、それぞれの空洞は3台のユニットタンクを結合することで構成される。DTL第一空洞(DTL1)は、KEKにおいて組立て,設置、及び加速試験までが行われ、各種ビーム特性測定が行われた。また、DTL2及びDTL3は、組立て終了後、各空洞の電場分布調整・周波数調整等、RF特性試験を行った。チューナー及びポストカプラーの調整の結果、共振周波数323.914MHz,各セルの平均電場分布のばらつき$$pm$$0.8%以下という値を得た。

論文

An Alignment of J-PARC linac

森下 卓俊; 青 寛幸; 伊藤 崇; 上野 彰; 長谷川 和男; 池上 雅紀*; 久保田 親*; 内藤 富士雄*; 高崎 栄一*; 田中 宏和*; et al.

Proceedings of 2005 Particle Accelerator Conference (PAC '05) (CD-ROM), p.2851 - 2853, 2005/00

J-PARC線形加速器において、加速器要素機器の正確なアライメントは高品質のビーム加速にとって不可欠である。インストール時の基準となる墨出しは、機器の搬入に先立ってすべてのフロアーで完了している。本発表では墨出しの結果とインストール時におけるアライメント手順、及び建物の長期変動をモニターするセンサーとそのメンテナンス装置の開発状況について報告する。

論文

J-PARCリニアックにおけるアラインメント

森下 卓俊; 青 寛幸; 伊藤 崇; 上野 彰; 長谷川 和男; 池上 雅紀*; 久保田 親*; 高崎 栄一*; 田中 宏和*; 内藤 富士男*; et al.

Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.671 - 673, 2004/08

J-PARCリニアックでは、イオン源からRCS入射点までの400m以上に渡り、高い精度でビーム軌道上に機器を配置する必要がある。本件では、J-PARCリニアックにおける機器アライメントの概要とともに、現在開発中の長期に渡る床変動を監視するための連通管を用いた計測システム,ワイヤーからの距離を感知するセンサーを用いたアライメントシステムについて報告する。

論文

KEKにおけるJ-PARC LINAC DTL1のビームコミッショニング

近藤 恭弘; 秋川 藤志; 穴見 昌三*; 浅野 博之*; 福井 佑治*; 五十嵐 前衛*; 池上 清*; 池上 雅紀*; 伊藤 崇; 川村 真人*; et al.

Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.156 - 158, 2004/08

現在KEKにおいて、J-PARCリニアックのDTL1のビームコミッショニングが行われている。ピーク電流30mA,パルス幅20micro-sec,繰り返し12.5HzのビームをDTL1から透過率100%で引出し、設計値通りの19.7MeVに加速されていることを確認した。本発表では、DTL1のビームコミッショニングで現在までに得られている結果を発表する。

論文

SDTL空洞RF測定

伊藤 崇; 浅野 博之*; 森下 卓俊; 加藤 隆夫*; 高崎 栄一*; 田中 宏和*; 内藤 富士雄*

Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.344 - 346, 2004/08

J-PARCでは、50MeVから190MeVまでの加速には、全32台の分割型ドリフトチューブリニアック(SDTL)が用いられる。現在までに、SDTL部最後部の空洞であるSDTL32空洞の組立てが終了し、RF特性の測定を行った。その結果、現在までに共振周波数323.9MHz,Q値39200(計算値の98%),電場分布のばらつき$$pm$$1%以内という結果を得ている。さらにばらつきを抑えた電場分布を得るため、電場調整試験を継続中である。

論文

大強度陽子加速器リニアックDTQ電源の高調波抑制

堀 利彦*; 伊藤 崇; 千代 悦司; 泉 敬介*; 山崎 正義*; 渡辺 和彦*; 高崎 栄一*; 長谷川 和男; 吉川 博

Proceedings of 27th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.255 - 257, 2002/08

大強度陽子加速器リニアック用のDTQ電源は既に全数製作され、所定の出力性能を確保しているが、この電源を実機で円滑に運用するためには入力ACラインに流出する高調波電流を技術指針上限値以下に抑制することが必要である。今回、この電源から流出する高調波電流を実測し、このデータから高調波抑制のための検討と解析を行なった結果、第5,7次高調波成分に関しては電気設備系の多相化トランス並びに運用時電力バランスを考慮した送電系統を構築することで効率的,安価に高調波電流を目標値以下に抑制可能なことが判明した。

口頭

TES型マイクロカロリーメータを用いた超ウラン元素LX線分光分析

前田 亮*; 前畑 京介*; 伊豫本 直子*; 石橋 健二*; 高崎 浩司; 中村 圭佑; 青木 克憲; 満田 和久*; 田中 啓一*

no journal, , 

核燃料取扱施設における、プルトニウム等の超ウラン元素の計測を目的として、超ウラン元素から放出されるLX線を対象としたTES型マイクロカロリーメータを開発した。TES型マイクロカロリーメータは数百mKの極低温環境にて動作するエネルギー分散型のX線検出器であり、従来の半導体検出器と比較して非常に高いエネルギー分解能を持つ。開発したTES型マイクロカロリーメータを用いて、プルトニウム線源を用いたLX線スペクトル計測実験を行った。その結果、約70eVのエネルギー分解能でプルトニウムから放出されるLX線のスペクトルが得られた。

口頭

TES型マイクロカロリーメータを用いた超ウラン元素から放出されるLX線スペクトル計測

中村 圭佑; 前田 亮*; 青木 克憲; 安宗 貴志; 高崎 浩司; 前畑 京介*; 伊豫本 直子*; 石橋 健二*; 満田 和久*; 田中 啓一*

no journal, , 

Pu等のTRU核種の内部被ばく評価のための、当該核種から放出されるLX線を測定する代表的な非破壊測定の方法としては、半導体検出器を用いたX線スペクトロメトリーがある。しかし$$^{241}$$Puの子孫核種である$$^{241}$$AmのLX線とエネルギーが近接していることから、正確な測定が困難となる。主用なLX線の弁別のためにはエネルギー分解能で約100eVの性能が要求される。近年、高いエネルギー分解能を有する検出器として、超伝導相転移端温度計(TES)型マイクロカロリーメータが注目されている。TES型マイクロカロリーメータは、超伝導から常伝導へと遷移する時に発生する急激な抵抗変化を利用した検出器であり、極低温環境において動作させる。TES型マイクロカロリーメータをTRUのLX線計測に適用することで、より正確なTRUの非破壊測定が期待できる。今回、TES型マイクロカロリーメータを用いたTRUから放出されるLX線の分別性の評価を目的として、TRU核種のLX線計測実験を実施したのでその成果について報告する。

口頭

TES型マイクロカロリーメータを用いた超ウラン元素LX線スペクトル高精度分光分析に係る研究

中村 圭佑; 青木 克憲; 高崎 浩司; 前田 亮*; 前畑 京介*; 伊豫本 直子*; 石橋 健二*; 満田 和久*; 田中 啓一*

no journal, , 

超ウラン元素(TRU)の非破壊測定法の開発を目的としてTRUから放出されるLX線を対象とした分光分析実験を行った。分光分析には高分解能検出器であるTES型マイクロカロリーメータを用い、線源にはTRUとしてPu-238,239及びAm-241を使用した。実験は原子力機構核燃料サイクル工学研究所内で行い、エネルギー分解能約40eVにてTRU核種から放出されるLX線データを取得した。

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