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論文

Beam diagnostics in the J-PARC linac for ACS upgrade

三浦 昭彦; 佐藤 進; 富澤 哲男; 五十嵐 前衛*; 宮尾 智章*; 池上 雅紀*; 外山 毅*

Proceedings of 10th European Workshop on Beam Diagnostics and Instrumentation for Particle Accelerators (DIPAC 2011) (Internet), p.50 - 52, 2011/08

J-PARCリニアックにおける加速ビームのエネルギー増強において、新規に21台のACS加速空洞が追加されるため、このACS加速空洞用のビームモニタの開発が必要になった。合わせて、ACS加速空洞を設置した下流側のビームトランスポートでは、ビームのパラメータが変わるためにこの部分に設置してあるモニタに関しても改良が必要になった。本論文では、本エネルギー増強に合わせて開発したビームモニタや新規に開発されたビームモニタについて、その概要及び開発の要点について説明する。

論文

Study of J-PARC linac beam position monitor as phase monitor

佐藤 進; 三浦 昭彦; 富澤 哲男; 佐甲 博之; 森下 卓俊; 上野 彰; 長谷川 和男; 吉川 博; 五十嵐 前衛*; 池上 雅紀*

Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.3591 - 3593, 2009/05

In J-PARC LINAC, about a hundred of beam position monitors (BPM's) with stripline electrodes are being operated. Signals from striplines would be useful also for beam phase measurement, for which we are currently using fast current transformer monitors (FCT's), and then we are taking a study for such usages. In this paper, current situation of our studies both with the test bench and with the negative H beam is presented.

論文

J-PARCリニアックにおけるビームエネルギー測定

佐藤 進; 五十嵐 前衛*; 富澤 哲男; 三浦 昭彦; 上野 彰; 佐甲 博之; 森下 卓俊; 近藤 恭弘; Shen, G.; 秋川 藤志*; et al.

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.500 - 502, 2008/00

J-PARCリニアックにおいては、ファインメットコアを用いたFast Current Transformer(FCT)を用いてビームの位相を測定し、ペアとなるFCT間の位相差から、飛行時間(TOF)を求めて、ビームのエネルギーを測定している。このとき用いる、飛行距離については、FCTの位置を専用の測量台座を設けて、測定してある。今回の報告は、ビームのエネルギーを、飛行距離の異なる複数のTOF組合せ間で比較をするとともに、リニアックにある加速空洞(SDTLの後段)を用いてビームエネルギーを変化させ、考察を行う。また、リニアックの後段に続く、シンクロトロン(RCS)に入射したとき、ビーム捕獲用のRF源を用いて測定されている周回周波数を用いて、(周回軌道の長さを仮定したときの)導出したビームエネルギーと、比較を試みる。さらに、リニアックからRCSへの入射エネルギーを変化させたときに生じる、RCSにおける(dispersion項による)Closed Orbit Distortion(COD)の変化量を用いて、ビームエネルギーの変化量を推測し、リニアック側でFCTを用いて測定したビームエネルギーの変化量との対応関係について考察を行う。

論文

Profile measurement and transverse matching in J-PARC linac

秋川 藤志*; 五十嵐 前衛*; 池上 雅紀*; Lee, S.*; 佐藤 進; Shen, G.; 富澤 哲男; 上野 彰

Proceedings of 2007 Particle Accelerator Conference (PAC '07) (Internet), p.1472 - 1474, 2007/08

J-PARCリニアックのビームコミッショニングが2006年11月から実施されている。われわれは、ビームプロファイルと横方向のマッチングを測定するため、ワイヤースキャナーを製作した。各マッチングセクションに4台ずつワイヤースキャナーが設置されている。ビームプロファイルとマッチングの測定結果について報告する。

論文

Beam position monitor and its calibration in J-PARC LINAC

佐藤 進; 富澤 哲男; 佐甲 博之; Shen, G.; 上野 彰; 秋川 藤志*; 五十嵐 前衛*; Lee, S.*; 池上 雅紀*; 上窪田 紀彦*

Proceedings of 2007 Particle Accelerator Conference (PAC '07) (Internet), p.4072 - 4074, 2007/08

J-PARC LINACにおけるビームコミッショニングが2006年11月より開始された。スキャンワイヤーを用いた較正装置で較正された、ビーム位置検出器(BPM)は、4極電磁石の磁場中心をビームが通過できるようにするため、ビームによる較正手法(BBC)を用いてさらに較正した。設置されたBPMと、その較正方法について報告を行う。

論文

Commissioning strategies for J-PARC linac and L3BT

池上 雅紀*; Lee, S.*; 秋川 藤志*; 五十嵐 前衛*; 近藤 恭弘; 大川 智宏; 上野 彰; 佐甲 博之; 青 寛幸; 佐藤 進; et al.

KEK Proceedings 2006-15 (CD-ROM), p.347 - 349, 2007/03

J-PARCリニアックのコミッショニングは、181MeVのエネルギーで、今年の終わりに始まる予定である。本発表では、リニアックと、それに続くビーム輸送系(リニアックから3GeVへのビーム輸送系:L3BT)のコミッショニング戦略の詳細について述べる。特に、リニアックに続く、3GeVシンクロトロンへの入射点における、最終的なビームの質を決める重要なエレメントである、2つのデバンチャー空洞と縦コリメーターシステムの調整方法について述べる。さらに、われわれのコリメーターシステムの独特な設計と特色についても発表する。

論文

Upgrade of beam diagnostics in LEBT and MEBT of J-PARC LINAC

佐藤 進; 富澤 哲男; 近藤 恭弘; 上野 彰; 秋川 藤志*; 五十嵐 前衛*; Lee, S.*; 久保田 親*; 池上 雅紀*

Proceedings of 23rd International Linear Accelerator Conference (LINAC 2006) (CD-ROM), p.268 - 270, 2007/00

J-PARC LINACのLEBT及びMEBT区画でのビーム診断系の改良を行った。3つのビーム電流モニター,2つのビーム位相モニターを増設した。LEBTとMEBT区画は、機器が密に設置されており、モニターの追加には機器同士を直接溶接するなどの工夫が必要である。ビーム診断系の改良についての詳細を報告する。

論文

Installation of beam monitor sensors in the LINAC section of J-PARC

佐藤 進; 富澤 哲男; 青 寛幸; 上野 彰; 秋川 藤志*; 五十嵐 前衛*; Lee, S.*

Proceedings of 10th European Particle Accelerator Conference (EPAC 2006) (CD-ROM), p.1151 - 1153, 2006/00

J-PARC加速器LINACにおけるビーム検出器には、複数のタイプが用いられる。ビーム位置検出器,ビーム形状検出器,ビーム拡がり検出器,ビーム電流検出器,ビーム位相検出器,ビーム損失検出器などである。これらの検出器は現在、加速器への組込みが進められている。検出器の組込み手法,鍵となる知見について報告を行う。一例として、ビーム位置検出器は組込むべき四重極電磁石に対して、高い位置精度で組込まれるよう配慮されている。これらの技術に関して報告する。

論文

J-PARC LINACの大口径BPMの設計

佐藤 進; 五十嵐 前衛*; 秋川 藤志*; 富澤 哲男; Lee, S.*; 上野 彰; 池上 雅紀*; 青 寛幸

Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.127 - 129, 2006/00

J-PARC LINACには、$$phi$$37.7mmから$$phi$$120mmまでの数種類の位置検出器(BPM)が用いられている。今回、RCS入射直前部のために、大口径BPM($$phi$$180mm)を設計した。設計の経緯と要点を報告する。

論文

Developments of the calibration tools for beam position monitor at J-PARC LINAC

佐藤 進; 富澤 哲男; 秋川 藤志; 上野 彰; Lee, S.*; 五十嵐 前衛*; 池上 雅紀*; 外山 毅*; 上窪田 紀彦*

Proceedings of 2005 Particle Accelerator Conference (PAC '05) (CD-ROM), p.2777 - 2779, 2005/00

J-PARCリニアックでは、ビームの損失を最小限にするため、ビームを真空ダクトの中心に精度よく導く必要がある。このためビーム位置モニターの位置精度は0.1mm程度にしなくてはいけない。この位置精度は、較正台と、実際のビームとの両方を用いて較正を行うが、その結果現在までに得られている、較正に関する理解について報告を行う。

論文

Investigation of photo neutralization efficiency of high intensity H$$^{-}$$ beam with Nd:YAG laser in J-PARC

富澤 哲男; 秋川 藤志; 佐藤 進; 上野 彰; 近藤 恭弘; 大井川 宏之; 佐々 敏信; 長谷川 和男; Lee, S.*; 五十嵐 前衛*; et al.

Proceedings of 7th European Workshop on Beam Diagnostics and Instrumentation for Particle Accelerators (DIPAC 2005), p.275 - 277, 2005/00

負水素イオンにNd:YAGレーザーを当てると電子が一つはがれて水素イオンに変わる。これがレーザー荷電変換であるが、J-PARCにおけるビームプロファイルモニターや核変換実験施設への低出力陽子ビームの取り出しに応用できる技術である。これらの可能性を確認するために、実際に高周波四重極リニアック(RFQ)出力後のビーム輸送系(MEBT1)に実験装置を設置し、レーザーが当たった時の荷電変換効率を計測した。本稿ではこの実験装置の設置状況とレーザーが当たったすべてのビームが荷電変換した結果を報告する。

論文

J-PARC用リニアックSDTL部ビーム位置モニターの設計

富澤 哲男; 木代 純逸; 廣木 文雄; 佐藤 進; 五十嵐 前衛*; Lee, S.*; 濁川 和幸*; 外山 毅*

Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.165 - 167, 2004/08

J-PARCではビーム診断系のビームモニター製作を進めている。この論文では、SDTL部ビーム位置モニターの現状を記述する。ストリップライン型モニターのインピーダンスは、筐体と電極の形状により調整する。4枚のストリップラインを用いたビーム位置モニターは、すでに中間輸送系(MEBT)で調整を行っている。幾つかのビーム状態におけるビーム位置測定の予備試験の結果も報告する。

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

J-PARC LINAC用ビーム位置検出器の較正

佐藤 進; 富澤 哲男; 廣木 文雄; Lee, S.*; 五十嵐 前衛*; 池上 雅紀*; 上野 彰; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 外山 毅*; et al.

Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.467 - 469, 2004/08

J-PARC LINACではビーム位置検出器(BPM)として、ビーム輸送用チェンバー上にストリップ型ピックアップ電極(50$$Omega$$)を設置した構造を用いる。較正は(1)(ビーム模擬用に加速周波数324MHzを印加した)ワイヤによる設置前スキャン,(2)ビームを用いた設置後スキャン(BBC)の2段階である。電極形状設計とともに、既に初歩的な結果を得ているBBCを含め、ビーム位置測定の系統的較正について報告する。

論文

Systematic calibration of beam position monitor in the high intensity proton accelerator (J-PARC) linac

佐藤 進; 五十嵐 前衛*; Lee, S.*; 富澤 哲男; 廣木 文雄; 木代 純逸; 池上 雅紀*; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 上野 彰; et al.

Proceedings of 22nd International Linear Accelerator Conference (LINAC 2004), p.429 - 431, 2004/00

現在建設中のMWクラス大強度陽子加速器(J-PARC)においては、ビームロスを最小限に抑えることが必要である。これに伴い、数100マイクロメーター以下程度でビームの軌道の監視・制御が必要になる。加速初段はLINACを用いるが、ここでのビーム位置検出器はストリップライン型の電極(50オーム)を用いる。本論文ではLINACビーム位置検出器の系統的較正について報告する。

論文

J-PARCリニアック用ビームモニター

富澤 哲男; 木代 純逸; 五十嵐 前衛*; Lee, S.*; 廣木 文雄

Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.428 - 430, 2003/08

J-PARCリニアックで扱う大強度陽子ビームを安全に加速するためには、ビーム損失をいかに抑えられるかが重要なファクターであり、高品質ビームの発生や正確なビーム輸送とともに、ビーム診断系の役割が大切である。このビーム診断系に用いられるビームモニターには、目的に応じ電流モニター,位相モニター,ビーム位置モニター,プロファイルモニター,ビームサイズモニター,スクリーンモニター及びビーム損失モニターなどがあり、これらのビームモニターの現状における種類,配置及びデータ処理について報告する。

報告書

大強度陽子加速器用負イオン源のビーム試験

下岡 隆; 小栗 英知; 滑川 裕矢*; 富澤 哲男; 奥村 義和; 長谷川 和男

JAERI-Tech 2002-038, 30 Pages, 2002/03

JAERI-Tech-2002-038.pdf:1.74MB

日本原子力研究所と高エネルギー加速器研究機構が共同で推進する大強度陽子加速器計画では、核破砕反応によって発生する二次粒子を用いて多様な分野の研究を展開するため、既存の加速器を大幅に上回るビーム出力1MWという性能を目指している。これに必要なビームを生成するイオン源には、ビーム電流60mA、デューティー2.5%以上が必要とされる。また、シンクロトロンへの入射効率を上げるため、ビームの種類は負水素イオンが必須となる。原研では、核融合炉で使用する大型負イオン源開発で培われた技術をベースに大強度陽子加速器用体積生成型負イオン源の設計・製作を行い、ビーム試験を進めてきた。その結果、セシウム添加状態において負イオンビーム電流72 mA、規格化RMSエミッタンス0.15$$pi$$mm.mrad の負イオンビーム引き出しに成功した。また、運転ガス流量がパルスビーム電流波形に大きく影響し、16SCCM程度で良好なパルス平坦度が得られることがわかった。これらの開発により要求性能を充分満たすイオン源を実現した。

論文

原研における超伝導リニアックと開発の現状

水本 元治; 草野 譲一; 長谷川 和男; 大内 伸夫; 小栗 英知; 市原 正弘; 富澤 哲男; 伊藤 崇; 千代 悦司*; 池上 雅紀*; et al.

KEK Proceedings 99-25, p.3 - 5, 2000/02

高エネルギー加速器研究機構と日本原子力研究所とが協力して推進している統合計画では、中性子散乱・原子核物理などの基礎研究と放射性廃棄物の消滅処理などの工学試験を行うための大強度陽子加速器の建設を提案している。この加速器は世界最大規模のビーム出力を持つことになりさまざまな開発課題がある。その中でも、超伝導リニアックの開発と低エネルギー加速部の高デューティ化が大電流陽子ビームを加速するうえで主要な技術課題となる。本発表では、開発の位置づけ、超伝導リニアック部の構成、日本原子力研究所の施設で進めてきた超伝導空胴開発の現状を要約するとともに、イオン源, RFQ, DTLの開発の現状を報告する。

論文

Development of a H$$^{-}$$ ion source for the high intensity proton linac at Japan Atomic Energy Research Institute

小栗 英知; 富澤 哲男; 金正 倫計; 奥村 義和; 水本 元治

Review of Scientific Instruments, 71(2), p.975 - 977, 2000/02

 被引用回数:8 パーセンタイル:51.41(Instruments & Instrumentation)

原研では現在、大強度陽子加速器を用いた中性子科学研究計画を提案しており、また本計画とKEK-JHF計画の統合計画も議論されている。これらの計画で使用する負水素イオン源は、ピークビーム電流60mA、デューティー2.5%のビーム引き出しが要求されている。そこで原研では、この要求性能を達成するために必要なイオン源の基礎データ収集を目的とした体積生成型負水素イオン源を製作した。本イオン源のプラズマ生成室は、内径150mm、高さ200mmの円筒型である。ビーム引き出し系は4枚の電極で構成されており、ビーム引き出し孔の直径は8mmである。イオン源下流でのビームの中性化損失を防ぐために、本イオン源に差動真空排気ポートを設け、イオン源下流の真空容器を高真空状態に保つ。差動排気の結果、ビーム電流値は1.7倍増加し、現在、セシウム添加なしの状態で、負水素イオンビーム電流11mAを得ている。

論文

A Proton accelerator for neutron science project at JAERI

水本 元治; 草野 譲一; 長谷川 和男; 大内 伸夫; 小栗 英知; 金正 倫計; 千代 悦司*; 富澤 哲男; 戸内 豊*; 本田 陽一郎*; et al.

Proc. of 1st Asian Particle Accelerator Conf. (APAC98), p.309 - 313, 1998/11

中性子科学研究用陽子加速器は加速エネルギー1.5GeVで最大ビーム出力8MWの大電流を加速する。世界に先駆けてこのような大出力ビームを加速するためには、ビームの漏れの低減、高効率化、信頼性の向上等の多くの開発課題を解決する必要がある。また、本加速器は中性子散乱などの基礎研究用としてパルス運転を、また、消滅処理などの工学試験を目的としてCW(連続)運転双方に対応可能である必要がある。これらの条件を満たすために、超伝導加速器を第一の選択として検討を進めた。本発表では、加速器技術開発の観点から、加速器の基本仕様、開発の現状と課題を示す。

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