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線生成断面積の測定魚住 祐介*; 執行 信寛*; 上原 春彦*; 西沢 知也*; 水野 貴文*; 佐藤 大樹; 佐波 俊哉*; 古場 裕介*; 高田 真志*; 松藤 成弘*; et al.
HIMAC-140, p.234 - 235, 2013/08
平成24年度に放射線医学総合研究所のHIMAC加速器を用いて行った研究の成果について報告する。重粒子線がん治療では、入射重イオンと生体構成元素との核反応から中性子及び線が、患者体内で生成される。これら放射線による二次発がんリスクの推定には、重イオン核反応における生成断面積データが不可欠である。前年度までの研究により、広いエネルギー領域での断面積測定手法を確立し、治療に供される290MeV/u炭素イオンに対する炭素、窒素及び酸素原子核からの中性子生成断面積データを整備した。平成24年度は、患者体内にて減速した重イオンによる中性子及び線の生成を調べるため、100MeV/u炭素イオンを炭素及び窒素ターゲットに入射する実験を行った。その結果、15
から90までの6角度において、下限エネルギー0.6MeVまでの精度の良い断面積測定に成功した。今後は、本エネルギー領域における実験データの拡充とともに、粒子・重イオン輸送コードシステムPHITSとの比較から、二体衝突近似が成立する下限エネルギーでの理論模型の妥当性について考察する。
魚住 祐介*; 執行 信寛*; 梶本 剛*; 平林 慶一*; 上原 春彦*; 西澤 知也*; 佐藤 大樹; 佐波 俊哉*; 古場 裕介*; 高田 真志*; et al.
HIMAC-138, p.237 - 238, 2012/08
本発表では、平成23年度に放射線医学総合研究所のHIMAC加速器を用いて行った研究の成果について報告する。重粒子線がん治療では、入射重イオンと生体組織を構成する元素との核反応から中性子及び線が患者体内で生成される。これらの放射線による二次発がんリスクの評価には、重イオン核反応における生成断面積のデータが不可欠である。平成22年度までの研究では、炭素+炭素及び酸素+炭素反応における中性子生成二重微分断面積を測定し、そのデータを公表した。平成23年度は290MeV/u炭素ビームを窒素化合物ターゲットに入射し、炭素+窒素反応における二重微分断面積を測定した。その結果、下限エネルギー0.6MeVまでの中性子断面積データを精度よく導出することに成功した。この成果をもって、所期の技術目標であった低エネルギー領域までの高精度中性子測定手法の確立は達せられた。今後は、確立した手法を用いて、生体構成元素に対する系統的な断面積データを整備する。また、前年度までのデータから線生成二重微分断面積の導出を行った。得られた実験データは、粒子・重イオン輸送コードシステムPHITSの計算結果と比較され、線生成模型の検証・改良に応用される。
三浦 健太*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 江夏 昌志; 上原 政人*; 桐生 弘武*; 高野 勝昌*; 大久保 猛; 山崎 明義; 加田 渉; et al.
JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 126, 2012/01
We develop optical waveguides using Proton Beam Writing (PBW). In this study, Y-junction PMMA film waveguides at 1.55 
m were fabricated using PBW. First, an SiO
film was deposited as an under-cladding on an Si substrate using radio-frequency sputtering. After a PMMA film was spin-coated on the SiO film, the sample was baked at 120 C. The thickness of PMMA film became 10 m by repeating these processes twice. Next, a Y-junction waveguides with the width of 8 m and branching angle of 2 
were drawn in the PMMA film on the condition of the dose of 100 nC/mm
using PBW having a 1.7 MeV proton beam with the current of 10 pA and the size of about 1 m. Finally, a 10-m thick PMMA film was deposited again on the sample as an upper-cladding layer by spin-coating. The observation of an optical microscope showed that an objective Y-junction was successfully drawn using PBW. To observe near field patterns (NFPs), the laser light of wavelength at 1.55 n was injected through a single-mode fiber (SMF) from one side of the edge of the waveguide cleaved both sides of the sample. The two independent NFPs were observed form each branching waveguide using a vidicon camera at the opposite side of the waveguide. The observation result of the two NFPs with an optical power intensity ratio of 1:0.98 demonstrated that the light of 1.55 m was divided at almost equal ratio by this Y-junction.
m band using focused proton beam三浦 健太*; 町田 裕貴*; 上原 政人*; 桐生 弘武*; 小澤 優介*; 佐々木 友之*; 花泉 修*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 江夏 昌志; et al.
Key Engineering Materials, 497, p.147 - 150, 2012/00
被引用回数：7 パーセンタイル：95.12(Engineering, Electrical & Electronic)Proton beam writing (PBW) is an attractive technique for next-generation micro-fabrication. We study the fabrication of optical waveguides of polymer materials using PBW. In this study, the optical waveguides of photorefractive polysilane "GLASSIA" was fabricated. The samples for the waveguides were prepared as follows; (1) An under-cladding layer of SiO having a thickness of 
15 m was deposited on a Si substrate using radio-frequency sputtering. (2) A polysilane layer having a thickness of 10 m was spin-coated onto the SiO layer as a core layer. Optical waveguides were drawn by scanning a 1.7 MeV focused proton beam with 1 m size and beam current of 50 pA which was produced by a submicron focused ion beam system connected with the 3 MV single-ended accelerator at JAEA. The drawing was carried out on the dose of 100, 200, 300 nC/mm each. After the drawing, the sample surfaces were observed using an optical microscope and AFM. The observation result showed that the refractive index was changed and the cores of the waveguides were formed. We will report the details of above observation results in the conference. The change ratio of the refraction index will also be reported on the basis of the obtained result by inserting light (
= 1.55 m) into the waveguide structure through a single-mode fiber.
m band using focused proton beam三浦 健太*; 町田 裕貴*; 上原 政人*; 桐生 弘武*; 小澤 優介*; 佐々木 友之*; 花泉 修*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 江夏 昌志; et al.
Key Engineering Materials, 497, p.147 - 150, 2011/12
被引用回数：6 パーセンタイル：2.48Single mode straight waveguides for a wavelength of 1.55-m were, so far, fabricated using a proton beam writing (PBW) technique. We report the fabrication of Y-junction polymer waveguides with a polymethyl methacralate (PMMA) layers as the expansion of these straight waveguides using PBW in the conference. The PMMA layers consisted of an under-cladding layer of SiO having a thickness of 15-m deposited on an Si substrate, a PMMA layer having a thickness of 10-m spin-coated onto the SiO layer and a Y-junction waveguide with a width of 8-m in a PMMA core layer. The Y-junction waveguides with the angle of 2 were drawn using the 1.7 MeV proton beam with 1-m in diameter and a beam current of 10 pA for a dose of 100 nC/mm. After spin-coating the PMMA layer with 10-m thickness as an upper cladding on the irradiated PMMA layer, the near field pattern (NFP) of an 8-m-width Y-junction waveguide was observed using a tunable-wavelength laser. The observation showed that the fabrication of waveguide was succeeded because its waveguide was single mode and the intensity ratio between the two outputted lights was the almost same; 1:0.96. We also briefly report the next plans of the measurement of the refractive indices of proton-irradiated PMMA and SiO films and the fabrication of a thermo-optic polymer switch based on a Mach-Zehnder interferometer waveguide.
逢坂 正彦; 小無 健司*; 林 博和; Li, D.*; 本間 佳哉*; 山村 朝雄*; 佐藤 勇; 三輪 周平; 関本 俊*; 窪田 卓見*; et al.
Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 5 Pages, 2011/12
将来アクチノイド研究・技術に従事することが期待される若手に向けたJ-ACTINET主催のサマースクールが成功裏に開催された。第1回のサマースクールは2009年8月茨城地区で開催され、2010年8月関西地区での開催が続いた。アクチノイド研究の入門コースとして、大学・大学院学生並びに若手研究者・エンジニアを対象として、実際のアクチノイド体験を主眼とした。34日の短期間のスクールでアクチノイドの体験を行い、アクチノイドへの興味を引き出すために多くの努力が払われた。茨城地区でのサマースクールにおいてはアクチノイド取扱いの模擬体験が、また、関西地区でのサマースクールにおいては実際のアクチノイドを用いた実験が好評を博した。今後J-ACTINETサマースクールを毎年開催していく予定である。
佐藤 大樹; 森口 大輔*; 梶本 剛*; 上原 春彦*; 執行 信寛*; 上山 正彦*; 吉岡 正勝*; 魚住 祐介*; 佐波 俊哉*; 古場 裕介*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 644(1), p.59 - 67, 2011/07
被引用回数：18 パーセンタイル：77.43(Instruments & Instrumentation)重粒子線がん治療の普及に伴い患者体内に入射した重イオンビームの核反応で生成される二次中性子の放射線影響に関心が集まっている。しかし、二次発がんの潜在的なリスク評価のために必要となる重イオンビームと生体構成元素との核反応に関する実験データは整備されておらず、放射線輸送コードの計算精度も十分に検証されていない。そこでわれわれは、放射線医学総合研究所HIMAC加速器を利用し、炭素+炭素反応及び酸素+炭素反応における中性子生成二重微分断面積(DDX)を測定した。論文では、有機シンチレータと飛行時間法を利用した測定手法の詳細を説明し、得られた結果を過去の実験データ及びPHITSコードの計算値と比較することで、測定手法の妥当性や放射線輸送コードの有用性について議論した。実験データは、数百MeVから0.6MeVまでの極めて広いエネルギー領域で精度よく取得されており、PHITSの結果は全エネルギー領域に渡りファクター2以内で実験値を再現した。
早川 竜馬*; 中永 麻里*; 吉村 毅*; 芦田 篤*; 藤村 典史*; 上原 剛*; 田川 雅人*; 寺岡 有殿
Journal of Applied Physics, 100(7), p.073710_1 - 073710_8, 2006/10
被引用回数：12 パーセンタイル：42.56(Physics, Applied)大気圧プラズマ(AP)法で形成されたシリコン酸窒化膜について詳細な構造分析と絶縁特性の測定を行った。その結果をRFプラズマの場合と比較した。AP法の場合は298から773Kの範囲でSi
N
O
の組成を持つ1.8nmの膜が形成される。1486.6eVの単色Al-Ka線と高分解能ラザフォード後方散乱分光からN原子がNSi結合に関与する割合はAPプラズマの方が10%以上大きいことがわかった。298から773Kの範囲ではリーク電流密度は変わらない。298Kで形成した膜のそれは5MV/cmの電界強度のとき7
10
A/cm
である。この値はRFプラズマの場合に比べて一桁小さい。
牛草 健吉; 井手 俊介; 及川 聡洋; 鈴木 隆博; 鎌田 裕; 藤田 隆明; 池田 佳隆; 内藤 磨; 松岡 守*; 近藤 貴; et al.
Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.255 - 277, 2002/09
被引用回数：10 パーセンタイル：15.15(Nuclear Science & Technology)JT-60における非誘導電流駆動及び高性能定常運転に関する研究成果をまとめた。低域混成波電流駆動(LHCD)により3.5MAの大電流駆動,3.61019m-2A/Wの高効率電流駆動,自在な電流分布制御性を実証した。近接条件,高速電子挙動等の基礎研究によりLHCD物理の解明に貢献した。負イオン源中性粒子ビーム電流駆動(N-NBCD)実験により、中性粒子ビーム電流駆動に関する研究を著しく進展させた。駆動効率1.51019m-2A/Wを達成し、1MAの電流駆動に成功した。弱磁場励起Oモード電子サイクロトロン波による局所電流駆動を実証し、駆動効率0.51019m-2A/W,0.2MAの電流駆動を達成するとともに、新古典テアリング不安定性の抑制に成功した。これらの成果に基づき、高
pHモード及び負磁気シアプラズマという2つの高性能定常運転方式を開発した。これらの運転方式は、高い閉じ込め性能を有するほぼ定常状態の電流分布を完全電流駆動の状態で持続できるものである。高い規格化密度や高い核融合積を有する完全電流駆動高性能定常運転方式で達成した。
川島 寿人; 佐藤 正泰; 都筑 和泰; 三浦 幸俊; 木村 晴行; 谷 孝志; 井戸 毅; 伊世井 宣明; 小川 俊英; 上原 和也; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 76(6), p.585 - 592, 2000/06
JFT-2Mではフェライト鋼板(FB)をトロイダルコイルと真空容器の間に設置し、リップル低減化試験を実施している。磁場構造の計算及び磁気プローブ計測から、FB装着でリップル率が2.2%から1.1%に減少したことが実証された。高速イオンの損失を評価するため赤外線カメラで第一壁の温度を測定した。FB装着後、リップル捕捉損失領域の温度上昇は75
から50に減少した。温度変化を熱負荷に換算すると、リップル捕捉損失パワーが半減したことがわかった。さらにプラズマ電流、トロイダル磁場、プラズマ位置を変化させ、リップル捕捉損失の安全係数、リップル率の依存性を調べ理論と矛盾しない結果を得た。そのほか、閉じ込めへの影響として、FB装着後Hモード中のトロイダル方向プラズマ回転が周辺で約2倍に速くなるなど良好な結果がもたらされた。
上原 和也; 池田 佳隆; 三枝 幹雄; 坂本 慶司; 藤井 常幸; 前原 直; 恒岡 まさき; 関 正美; 森山 伸一; 小林 則幸*; et al.
Fusion Engineering and Design, 19(1), p.29 - 40, 1992/07
被引用回数：1 パーセンタイル：17.26(Nuclear Science & Technology)JT-60RF加熱装置のプラズマとの結合試験の様子が述べられている。RF加熱装置は2GHz帯と120MHz帯の高周波加熱装置で合計30MWがJT-60に入射される。全システムは、全系制御システムとリンクしたミニコンピューターで自動的に制御され、RFパワーと位相差があらかじめセットされたプレプログラムに従って、制御される。プラントデーターは装置の状況と把握するのに用いられ、RF入射中に集計、記録できるようになっている。両方の周波数帯の高周波が単独にあるいは中性粒子ビーム(NBI)入射中と連携で入射することが可能で、JT-60の追加熱実験に十分な性能を有することが示された。
上原 和也; 永島 孝; 池田 佳隆; 今井 剛; 木村 晴行; 前原 直; 佐野 圭吾*; 渡辺 勇一*; 高橋 雅明*; 高橋 慶凾*; et al.
JAERI-M 91-182, 79 Pages, 1991/11
原研では核融合実験炉(FER)の低域混成波(LH)システムの概念設計を国際核融合炉(ITER)の概念設計と併行して進めてきた。LHシステムの物理的仕様である電流立上げ時のVolt・secの節約と周辺電流駆動を満足させるため、周波数5GHzRFパワー30MW(FER)、45-50MW(ITER)を予定している。これを達成するためには、1本当りの出力が0.7-0.8MWのクライストロンがFERでは72本ITERでは100本必要となる。入射アンテナはマルチジャンクション型で、電流駆動の効率を上げるために、方向性が改善されるようにできるだけシャープになるように設計している。FERでは1つのポートで、ITERでは2つのポートを用いてランチャーを水平方向に設置している。
今井 剛; 牛草 健吉; 池田 佳隆; 内藤 磨; 吉田 英俊; 関 正美; 伊丹 潔; 永島 圭介; 上原 和也; 永島 孝
核融合研究, 65(SPECIAL ISSUE), p.99 - 118, 1991/03
低域混成波帯(LHRF)の電流駆動実験を行い、2MA、3秒の非誘導電流駆動、最大電流駆動積(ne・R
・I
)~12.510
mMAを実現した。ダイバータ配位が、ホットスポットを抑制するのに有効である。電流駆動効率を改善するには、高Te、低有効電荷数が良いことがわかるとともに、マルチジャンクション型の結合系を用いることにより、磁場方向の屈折率(N
)のスペクトルを最適化することが有効であることを実験的に示し、通常の電流駆動用結合系に比し、30~40%の改善を達成するとともに、最大3.410mA/Wの電流駆動効率を実現した。低域混成波電流駆動により電流分布制御、及び、鋸歯状振動の抑制が可能であること、また、電流立上げ時の磁束節約が可能であることを、明らかにした。
今井 剛; 牛草 健吉; 池田 佳隆; 内藤 磨; 吉田 英俊; 関 正美; 根本 正博; 佐藤 正泰; 小出 芳彦; 上原 和也; et al.
核融合研究, 65(SPECIAL ISSUE), p.119 - 132, 1991/03
低域混成波帯の高周波を、トカマクの種々のパラメータ領域の加熱に応用し、電子加熱(LHEH)、イオン加熱(LHIH)、そして、中性粒子ビーム(NB)との同時加熱(NB+LH)の全てにおいて、良好な加熱結果が得られた。高プラズマ電流化と、ペレット入射との組合わせが、表面でのパラメトリック不安定性を、抑制できた。6keVの電子温度が、LHEH領域で、又、核融合積~110
m
keVsが、ペレット+LHで得られた。NB+LHでは、ビーム加速による閉じ込めの改善や、波のトカマクの中での伝搬に関する知見を得ることができた。
関 正美; 池田 佳隆; 小西 一正*; 今井 剛; 高橋 春次; 横倉 賢治; 沢畠 正之; 菅沼 和明; 佐藤 稔; 藤城 賢司*; et al.
Fusion Technology 1990, p.1060 - 1064, 1991/00
高効率の電流駆動を目指して高周波特性のよいランチャを製作するためには、導波管の薄い「仕切り板」の変形を極力抑えられる製作技術の確立が重要であった。JT-60Uの新型マルチジャンクションLHRFランチャの製作にあたっては、拡散接合を応用した製作技術を開発しその有用性をプロトタイプにて確認するとともに実機に採用した。製作されたランチャを使って高周波の性能試験を行い、位相量とパワー分配比が測定されその誤差は高帯域の周波数にわたって許容範囲内にあり、ほぼ設計値の放射スペクトルが期待され実験条件に合わせて最適のスペクトルが選択できる。大電力の高周波パワーを真空容器内に入射することによって耐電力試験を行いながら同時にランチャーのプリエーシングを順調に進め、単パルスながら入射パワーが一導波管当り~400kWまでに達した。このパワーは、実機の最大運用値の約1.6倍にもなり、電流駆動実験等において安定に大電力のパワーを入射できると期待できる。JT-60Uの高温度プラズマにて本ランチャによる電流駆動実験により、定常化トカマクへのデータベースが得られると思われる。
今井 剛; 池田 佳隆; 前原 直; 藤井 常幸; 坂本 慶司; 三枝 幹雄; 本田 正男; 横倉 賢治; 沢畠 正之; 上原 和也; et al.
Fusion Engineering and Design, 13, p.177 - 185, 1990/00
被引用回数：2 パーセンタイル：31.34(Nuclear Science & Technology)2GHz帯の1MWクライストロンを24本用いた高周波加熱装置が、JT-60において、開発され、成功りに運転された。装置の性能を、実際のプラズマ負荷で調べた。超大電力のクライストロン・システムは、サーキュレータ無で、不安定なプラズマ負荷に対し安定に動作した。4段8列の3つの結合系から、11MW迄・プラズマへ入射し、そのRF源での出力は、17MW迄に達した。
池田 佳隆; 今井 剛; 藤井 常幸; 本田 正男; 清野 公広; 前原 直; 永島 孝; 三枝 幹雄; 坂本 慶司; 沢畠 正之; et al.
Fusion Engineering and Design, 13, p.209 - 217, 1990/00
被引用回数：1 パーセンタイル：19.6(Nuclear Science & Technology)JT-60LHRF加熱装置は、1.74から2.23GHzの広い帯域で低域混合波(LHRF)を入射する装置である。このため高周波源である1MWクライストロンは、この帯域内を150MHz/0.3sという加速でチューニング可能な構造を有している。この広帯域を有する能力により、従来のLHRF加熱装置では不可能であった。同一ランチャーによる。プラズマ加熱、電流駆動の周波数依存性の研究を可能にした。本論文は、広帯域の特長を有するシステムと、クライストロンの高速チューニング構機を述べると供に、同一ランチャーを用いて、プラズマ中に、1.74と2GHzの2波を入射した結果について述べる。
池田 佳隆; 今井 剛; 牛草 健吉; 関 正美; 小西 一正*; 内藤 磨; 本田 正男; 清野 公広; 前原 直; 永島 孝; et al.
Nuclear Fusion, 29(10), p.1815 - 1819, 1989/10
被引用回数：24 パーセンタイル：70.1(Physics, Fluids & Plasmas)シャープで方向性の高い低域混合波(LHRF)を励起するために、導波管を3分割したマルチジャンクション型ランチャーを用いて、電流駆動実験をJT-60において行った。プラズマとの結合特性は、理論と良く一致するとともに、入射電力は、数日間のエージングにより2MW以上に達した。電流駆動効率は、波の近傍条件を満足するかぎり高速電子に波を結合させる場合が高い値を示す。
牛草 健吉; 今井 剛; 池田 佳隆; 内藤 磨; 上原 和也; 吉田 英俊; 久保 博孝; JT-60チーム
Nuclear Fusion, 29(6), p.1052 - 1055, 1989/06
被引用回数：36 パーセンタイル：81.44(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60において、ne=(0.6-1.6)10m、I=0.5-1.5MA、B
=2.7-4.5T、P
≦2.5MW,f=1.74GHz/2GHz,NB加熱有、無、リミター、ダイバーター配位、広いスペクトラムおよび狭いスペクトラム等の広いパラメーター領域で電流駆動実験を行なった。低域混成波電流駆動効率は、体積平均電子温度の上昇及び、有効電荷数の減少とともに増加する。
牛草 健吉; 今井 剛; 池田 佳隆; 坂本 慶司; F.X.Soeldner*; 高瀬 雄一*; 辻 俊二; 清水 勝宏; 内藤 磨; 上原 和也; et al.
Nuclear Fusion, 29(2), p.265 - 276, 1989/02
被引用回数：17 パーセンタイル：58.82(Physics, Fluids & Plasmas)線平均電子密度
3.510mで20HWのNB加熱プラズマに、6MWまでのLHWを加えた結果、NB加熱時と同じ加熱効率でプラズマ蓄積エネルギーの上昇が見られた。この時、電子、イオン温度の上昇に加え、NBの入射エネルギー以上の高速イオンが生成されている。同じ密度領域のLH単独加熱では著しく高速電子が発生するのに対し、複合加熱時には高速電子の発生が抑制されている。
