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長谷川 和男; 金正 倫計; 小栗 英知; 山本 風海; 林 直樹; 山崎 良雄; 内藤 富士雄*; 吉井 正人*; 外山 毅*; 山本 昇*; et al.
Proceedings of 16th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1235 - 1239, 2019/07
J-PARCでは2018年の夏季メンテナンス終了後、3GeVシンクロトロン(RCS)からビームを供給する物質・生命科学実験施設(MLF)での利用運転を10月下旬から再開した。出力は夏前の500kWと同じであるが、リニアックのピークビーム電流値を、夏前の40mAから定格の50mAに上げた。一方、スーパーカミオカンデの改修やハドロン実験施設の保守や整備などもあり、30GeVのメインリング(MR)のビーム運転は休止したが、利用運転は2月中旬からハドロン実験施設向けに51kWで再開した。しかし3月18日、MRへの入射ビームラインでの偏向電磁石1台に不具合が発生し、仮復旧で4月5日に利用運転を再開したが、再度不具合が発生し4月24日に夏前の利用運転を終了した。2018年度の稼働率は、リニアック, RCSともに安定でMLF向けは94%、ニュートリノとハドロン実験施設向けは86%、74%であった。ここでは、こうした1年間の運転経験を報告する。
長谷川 和男; 金正 倫計; 小栗 英知; 山本 風海; 林 直樹; 山崎 良雄; 内藤 富士雄*; 吉井 正人*; 山本 昇*; 小関 忠*
Proceedings of 15th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1317 - 1321, 2018/08
J-PARCでは2017年の夏季メンテナンス終了後、10月下旬から利用運転を再開した。3GeVシンクロトロンからビームを供給する物質・生命科学実験施設(MLF)では、予備の標的を使ってきたため出力は150-200kWであったが、夏季メンテナンス中に新しい設計で製作した標的に交換した。この結果、11月に300kW、1月から400kW、4月下旬から500kWと徐々に利用運転の出力を向上した。また、2018年の7月に1MWの1時間の連続試験に成功した。30GeVのメインリングでは、ニュートリノ実験施設(NU)への供給を10月下旬から開始し、440kWから出力を上げ12月には470kWで終了した。2018年1月から2月はハドロン実験施設(HD)に供給した。繰り返しを5.52から5.20秒に速め、調整を進めた結果、出力は44kWから50kWに向上した。3月からNUへの供給を再開し、調整の結果490kWを安定に供給できるようになった。稼働率は、2017年度はリニアック、RCSともに安定で、MLF向けは93%であった。MRでは、NU向けは比較的安定で89%、HD向けは66%(2017年4月に発生したESS不具合の影響が大きい)であった。
長谷川 和男; 林 直樹; 小栗 英知; 山本 風海; 金正 倫計; 山崎 良雄; 内藤 富士雄; 小関 忠; 山本 昇; 吉井 正人
Proceedings of 9th International Particle Accelerator Conference (IPAC '18) (Internet), p.1038 - 1040, 2018/06
The J-PARC is a high intensity proton facility and the accelerator consists of a 400 MeV linac, a 3 GeV Rapid Cycling Synchrotron (RCS) and a 30 GeV Main Ring Synchrotron (MR). Regarding 3 GeV beam from the RCS, we delivered it at 150 kW in June 2017 to the materials and life science experimental facility (MLF), for the neutron and muon users. After the replacement of a target, we increased a power up to 500 kW. The beam powers for the neutrino experiment at 30 GeV was 420 kW in May 2016, but increased to 490 kW in April 2018. For the hadron experimental facility which uses a slow beam extraction mode at 30 GeV, we delivered beam at a power of 37 kW, after the recovery from a trouble at an electro static septum in June 2017. But we increased a power to 50 kW in January 2018. We have experienced many failures and troubles to impede full potential and high availability. In this report, operational performance and status of the J-PARC accelerators are presented.
長谷川 和男; 金正 倫計; 小栗 英知; 山本 風海; 林 直樹; 山崎 良雄; 内藤 富士雄*; 堀 洋一郎*; 山本 昇*; 小関 忠*
Proceedings of 14th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1317 - 1321, 2017/12
J-PARCでは2016年の夏季メンテナンス終了後、加速器の立ち上げや調整を経て、10月下旬からニュートリノ実験施設(NU)、11月上旬から物質・生命科学実験施設(MLF)の利用運転を再開した。NUでは、前回の利用の終了時点(2016年5月)で420kWの出力であったが、チューンの変更や多くのパラメータの最適化調整により、2017年1月には450kW、2月に470kWまで向上した。一方ハドロン実験施設(HD)に向けて2017年4月に調整運転を開始したが、静電セプタムの不具合により停止し、復旧作業により再開し37kWで供給した。MLFでは、2016年度の2回の中性子標的の不具合を受け、新しい設計で標的を製作中であり、それが納入される2017年夏までは150kWのシングルバンチで供給した。2016年度全体では、リニアック、3GeVシンクロトロン(RCS)、MLFともに安定に運転ができ、稼働率は93%であった。一方メインリング(MR)では、小動物のトランスへの侵入や、性能向上に向けた新しい電源の使用開始に伴うノイズによる不具合などがあり、NU向けで約77%、ハドロン向けで約84%の稼働率であった。本発表では、こうしたJ-PARC加速器の運転状況について報告する。
長谷川 和男; 林 直樹; 小栗 英知; 山本 風海; 金正 倫計; 山崎 良雄; 内藤 富士雄*; 小関 忠*; 山本 昇*; 堀 洋一郎*
Proceedings of 8th International Particle Accelerator Conference (IPAC '17) (Internet), p.2290 - 2293, 2017/06
J-PARC加速器は400MeVリニアック、3GeVシンクロトロン(RCS)、30GeVメインリングシンクロトロン(MR)から構成される。リニアックでは入射部の交換やエネルギーの増強、シンクロトロンでは真空の向上やコリメータの能力増強など、多くのハードウェアの性能向上を行ってきた。MRからニュートリノ実験やハドロン実験向けのビーム出力は、加速器調整やビームロス低減によって着実に向上してきた。RCSからは設計値である1MW相当のビーム加速に成功し、中性子やミュオン向けには500kWで利用運転に提供した。一方で、多くの故障や不具合もあり、これらを解決して高い稼働率を目指している。ここでは、こうしたJ-PARC加速器の性能や状況について報告する。
線3ミリメートル線量当量を測定・評価すべきか?赤羽 恵一*; 飯本 武志*; 伊知地 猛*; 岩井 敏*; 大口 裕之*; 大野 和子*; 川浦 稚代*; 黒澤 忠弘*; 立崎 英夫*; 辻村 憲雄; et al.
保健物理, 50(4), p.257 - 261, 2015/12
光子と線の混合フィールドでは、皮膚に割り当てられた同じ線量は、
(3)の保守的な推定として水晶体への線量に一般に割り当てられる。しかしながら、線量限度と同じオーダーの非常に高い線量が与えられるかもしれない例外的なケースでは、その保守的にバイアスのかかった線量はあまりにも制限的であり、(3)の正確な評価は望ましい。この記事は、線(3)の線量測定をどんなときに、どのようにしてなすべきかについて実用的な提案をする。
赤羽 恵一*; 飯本 武志*; 伊知地 猛*; 岩井 敏*; 大口 裕之*; 大野 和子*; 川浦 稚代*; 立崎 英夫*; 辻村 憲雄; 浜田 信行*; et al.
保健物理, 49(3), p.153 - 156, 2014/09
外部被ばくによる水晶体の線量測定に係る歴史と方法論について要約する。1989年の放射線防護関係法令の改正において、ICRP1977年勧告に基づいて導入された実効線量当量概念と水晶体の線量限度(150mSv/年)は、体幹部が不均一な放射線に曝される状況下における外部被ばくによる線量評価法を大きく変えた。そのような状況(鉛エプロンの着用によってしばしばもたらされる)では、作業者は、鉛エプロンの下側に一つ、鉛エプロンの上側(一般に上着の襟)にもう一つの個人線量計を着用する。後者の線量計は、実効線量当量評価のための線量分布を与えること、水晶体の線量当量を評価することの二つの役目をはたす。個人線量計によって指示された(10)と(0.07)のうち、値の大きな方又はより適切な値が、(3)の替わりに記録のため使用される。
佐藤 大樹; 前田 嘉一*; 為重 雄司*; 中島 宏; 柴田 徳思*; 遠藤 章; 津田 修一; 佐々木 誠*; 前川 素一*; 清水 康弘*; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 49(11), p.1097 - 1109, 2012/11
被引用回数：14 パーセンタイル：71.22(Nuclear Science & Technology)陽子線がん治療施設における放射線安全設計の健全性及び妥当性を検証するため、福井県立病院陽子線がん治療センターにおいて中性子線量測定を実施し、施設の安全設計に用いた解析モデル及びモンテカルロコードPHITSの計算値と比較した。実験では、治療に用いる235MeV陽子ビームを水平照射室に設置した水ファントムに入射し、前方及び直上方向の遮蔽壁後方で中性子モニタDARWIN, Wendi-2及びレムメータを用いて中性子線量を測定した。また、照射室と入り口とをつなぐ迷路に固体飛跡検出器を配置し、迷路中の中性子線量分布を取得した。本研究により、国内の陽子線がん治療施設の設計に広く使われてきた解析モデルとパラメータセットによって、十分な安全裕度を持つ施設設計が可能であることを実験的に明らかにした。また、モンテカルロコードを利用することで、複雑な構造下で複数の線源から飛来する中性子の線量を、適切に評価できることを示した。この成果は、今後建設される陽子線がん治療施設における安全設計の最適化に、大きく寄与すると期待される。
ion beams in the JT-60 negative ion source花田 磨砂也; 鎌田 正輝; 秋野 昇; 海老沢 昇; 本田 敦; 河合 視己人; 椛澤 稔; 菊池 勝美; 小又 将夫; 藻垣 和彦; et al.
Review of Scientific Instruments, 79(2), p.02A519_1 - 02A519_4, 2008/02
被引用回数：6 パーセンタイル：32.32(Instruments & Instrumentation)高出力負イオンビームの長パルス化研究をJT-60負イオン源を用いて実施した。長パルス化上で問題となる耐電圧特性及び電極熱負荷について調べ、運転条件を最適化した。耐電圧特性に関しては、真空状態である負イオン源内部において、加速電圧印加時に発生する発光と耐電圧特性の相関関係を調べた。分光測定の結果、発光は繊維強化プラスチック(FRP)製絶縁管に電子が衝突することにより、絶縁管自体がカソードルミネッセンスにより発光していると推察された。さらに、発光強度と耐電圧特性の相関関係から、発光がほぼ零となるときに、イオン源は放電破壊は十分に抑制され、安定に動作することがわかった。発光がほぼ零となる加速電圧(
340kV)で、負イオン源の長パルス化を図った。電極熱負荷に関しては、負イオン生成のためのアーク放電電力や引き出し電圧を最適化することによって、加速電極熱負荷を許容値(1MW)に抑制した。JT-60に設置されている負イオン源2台それぞれに対して、これらの運転条件を最適化した結果、各イオン源から320keV,約10A重水素負イオンビームを、従来より2倍長い21秒間安定に生成した。中性化後の重水素ビームパワーは3.2MWに達しており、世界で初めて、数MW級の中性粒子を20秒以上入射することに成功した。
池田 佳隆; 秋野 昇; 海老沢 昇; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 本田 敦; 鎌田 正輝; 河合 視己人; 椛澤 稔; 菊池 勝美; et al.
Fusion Engineering and Design, 82(5-14), p.791 - 797, 2007/10
被引用回数：22 パーセンタイル：80.64(Nuclear Science & Technology)ITERや原型炉に向けた研究を強化するため、JT-60Uを超伝導化するJT-60SA計画が進められている。この計画におけるNBI加熱装置は、入射パワーは1基あたりの入射パワー2MW(85keV)の正イオンNBI加熱装置が12基、入射パワー10MW(500keV)の負イオンNBI加熱装置が1基から構成され、総計34MW,100秒のビーム入射を行う予定である。一方、これまでにJT-60Uにおいては、正イオンNBIで2MW(85keV),30秒、負イオンNBIで3.2MW(320keV),20秒入射を既に達成している。これらの運転において両イオン源の加速電極の冷却水温度上昇は約20秒以内で飽和していることから、改修計画に向けては、電源の容量強化や負イオンNBIの加速エネルギー向上が鍵となると考えられる。本論文では、JT-60SA計画における、NBI加熱装置の増力に関する工学設計を報告する。
池田 佳隆; 梅田 尚孝; 秋野 昇; 海老沢 昇; Grisham, L. R.*; 花田 磨砂也; 本田 敦; 井上 多加志; 河合 視己人; 椛澤 稔; et al.
Nuclear Fusion, 46(6), p.S211 - S219, 2006/06
被引用回数：59 パーセンタイル：87.2(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uの負イオンNBI装置では、準定常状態のプラズマ研究を行うため、パルス幅を10秒から30秒に拡張する試みに着手した。そのための最も重要な課題は、イオン源電極の熱負荷軽減であり、2つの改良を提案した。1つは、ビーム同士の相互作用によるビームの拡がりの抑制であり、そのために薄板を引出電極に取付け、局所的な電界を修正した。その厚みは、ビームの偏向を最適に制御するよう決めた。もう1つは、負イオンから電子が剥ぎ取られ、その電子がイオン源内で加速,電極に衝突するストリッピング損失の低減化である。このために加速部の真空排気速度を改善するようイオン源を改造した。これらの改造を行い、現在まで17秒,1.6MWあるいは25秒,約1MWの入射に成功した。
笠木 治郎太*; 木下 忠*; 依田 哲彦*; 山崎 寛仁*; 原田 秀郎; 重留 義明
PNC TY8601 97-001, 12 Pages, 1997/03
東北大学と動力炉・核燃料開発事業団は,光核反応による放射性核廃棄物処理の可能性を追求するための基礎データを得ることを目的として,中性子測定による光核反応断面積の共同研究を行った.平成8年度は中性子測定を行うための検出器系の開発を目標に光中性子放出反応測定の予備実験を実施した.実験は,工業技術院電子技術総合研究所リニアック棟電子蓄積リング施設で行った.蓄積リングに周回する748MeVの電子に,レーザー光を入射し,逆コンプトン散乱によって発生したガンマ線を水標的に入射し,放出される中性子数を測定した.今年度は,来年度から予定している中性子測定による光核反応断面積の研究を行うのに適した中性子測定系を開発し,開発した中性子測定系が充分な粒子識別能力を有すること,バックグランドの中性子と目的とする光核反応の中性子が識別可能であることを確認した.平成9年度は今回開発した中性子測定系を使用し,中性子測定による光核反応断面積の新たな手法を開発,確立する予定である。
佐藤 大樹; 中島 宏; 柴田 徳思; 遠藤 章; 津田 修一; 為重 雄司*; 前田 嘉一*; 佐々木 誠*; 前川 素一*; 清水 康弘*; et al.
no journal, ,
陽子線がん治療施設の放射線安全設計の健全性及び妥当性を検証するため、福井県立病院陽子線がん治療センターにおいて中性子線量の測定を実施し、施設の安全設計に用いた簡易式による評価値と比較した。測定には、液体有機シンチレータを中性子検出器として採用したDARWIN(原子力機構)、高エネルギー中性子に感度を持つよう改良した減速型中性子モニタWENDI-2(Thermo SCIENTIFIC)と通常の減速型レムモニタ(WEDHOLM MEDICAL)を用いた。陽子ビームのエネルギーは治療で用いられる235MeVであり、ビーム強度10nAで厚さ40cmの水ファントムに照射した。ビーム軸に対して0度方向にある厚さ385cmのコンクリート壁の後方において、簡易式を用いて評価した線量率はDARWINによる実測値の約20倍であった。この結果は、本施設が極めて安全側に設計されていることを示しており、将来的なビーム強度の増強や照射時間の拡張にも十分に対応可能であることを明らかにした。
為重 雄司*; 前田 嘉一*; 佐々木 誠*; 前川 素一*; 清水 康弘*; 佐藤 大樹; 中島 宏; 遠藤 章; 柴田 徳思; 津田 修一; et al.
no journal, ,
平成23年3月より運用が開始される福井県立病院陽子線がん治療センターでは、シンクロトロン加速器より供給される最大強度10nA,最大エネルギー235MeVの陽子ビームを利用してがん治療を行う。この際、治療施設周辺における放射線安全を確保するため、適切な遮へい設計に基づく施設の運用が必要となる。当該施設の遮へい設計及び運用条件の評価は、Moyerモデルに基づく簡易式を用いて行われた。本発表では、陽子線がん治療センターの概要,放射線安全設計の方針,具体的な評価手法について報告する。実測に基づく評価値の妥当性検討は、シリーズ発表で行う次の発表で述べる。
-BaTiO3 system studied by neutron and X-ray powder diffraction鬼柳 亮嗣; 山崎 但*; 坂元 勇馬*; 木村 宏之*; 野田 幸男*; 大山 研司*; 鳥居 周輝*; 米村 雅雄*; Zhang, J.*; 神山 崇
no journal, ,
BiFeO (BFO) is well known as a room-temperature multiferroic material. The solid solution of BFO with another perovskite type ferroelectric material, BaTiO (BTO), has been reported to have improved multiferroicity. In this presentation, the structural study of (1-
)BFO-BTO system in order to clarify the relationship between the structure and the physical properties will be reported. From the structural analyses using neutron and X-ray powder diffraction data, it was found that there exist multiple phases in the wide range of . The coexistence of a hexagonal phase and a cubic one was confirmed suggesting the origin of the ferroelectricity of the solution to be the hexagonal phase. Structural deformation with the variation of was observed, which results in the lowering of the phase transition temperatures. Combining all the information, the whole phase diagram of BFO-BTO system with respect to temperature and the composition was drawn.
山本 風海; 長谷川 和男; 金正 倫計; 小栗 英知; 林 直樹; 山崎 良雄; 菊池 一夫; 内藤 富士雄*; 小関 忠*; 山本 昇*; et al.
no journal, ,
J-PARC加速器および実験施設は中性子や中間子、ニュートリノなど多くの種類の素粒子による科学実験を目的に建設された。加速器はリニアック、3GeVシンクロトロン(RCS)、主リング(MR)の3つからなり、RCSは物質生命科学実験施設およびMRに同時にビームを供給し、MRはハドロン実験もしくはニュートリノ実験のどちらかを選択し運転を行っている。2008年12月に中性子実験の利用が開始されて以降、実験ユーザーのための連続運転が続けられてきたが、これまで様々な事象によるビーム停止を経験してきた。特にJ-PARCのような大強度の加速器では、ターゲットに与える負荷が大きく、運転中に多量の放射線が発生するのみならず、機器の放射化も非常に大きなものとなる。このため、ほんの小さな故障からでも放射性物質の漏えいという大きな事故につながる可能性があるため、過去のどんな加速器よりも安全に注意して運転しなければ安定で持続的な運転を継続することはできない。本発表では、これまでに得られた上記のような知見を報告する。
