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論文

First high-power model of the annular-ring coupled structure for use in the Japan Proton Accelerator Research Complex linac

青 寛幸; 山崎 良成

Physical Review Special Topics; Accelerators and Beams, 15(1), p.011001_1 - 011001_13, 2012/01

 被引用回数:7 パーセンタイル:48.64(Physics, Nuclear)

Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC)リニアック用、環結合型加速空洞(ACS)の試作空洞を製作し、要求性能を満たしうることを確認した。この試作空洞はバンチャーモジュールであり合計10セルが含まれている。ACS型空洞はハーフセルと呼ばれる部品を真空炉で銀ロウ付けすることによって組み立てられる。ACSでは加速セルが結合セルに覆われているため、それぞれの共振周波数をロウ付け前に、ロウ付けによる周波数変化を考慮しつつ超精密旋盤を用いて調整する必要がある。このバンチャー空洞の試作機では600kWまでの大電力投入に成功した。これは設計加速電場4.1MV/mの30%増しに相当する。本論文では、このバンチャー空洞の試作機における周波数調整及び大電力試験の結果について報告する。

論文

J-PARC linac ACS加速空洞

青 寛幸; 浅野 博之; 田村 潤; 大内 伸夫; 長谷川 和男; 森下 卓俊; 高田 耕治*; 内藤 富士雄*; 山崎 良成

Proceedings of 8th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), 3 Pages, 2011/08

Annular-ring Coupled Structure (ACS)型加速空洞は2009年から量産が始められた。本計画では加速モジュール18台、デバンチャーモジュール2台を3年間で製作する。現状、工程は順調に推移し、加速モジュール10台の製作が完了した。またデバンチャーを除く大半の加速モジュールの周波数調整は終了し、加速モジュールで14台分までのロウ付けが完了している。量産で製作したモジュールのうち1台については、1.6MWまでの大電力試験を完了した。この電力は加速電場の設計値4.2MV/mに比べて15%増しのマージンを持つ値に相当する。

論文

LINAC'10報告

山崎 良成

加速器, 7(4), p.304 - 307, 2011/01

第25回線形加速器国際会議の議長として、加速器学会員向けに当該会議の報告を行う。この会議は線形加速器に関する国際会議として、最も権威のある会議である。会議は9月13日から17日までつくば国際会議場で開かれた。日本では1994年の1回目に次ぐ2回目の開催となった。北米から106名、ヨーロッパから127名、アジアから155名(うち日本は124名)の総計388名の参加があった。招待のみによって300から400名の会議としている。その他、プログラム委員会の報告も含め、会議の全貌を詳細に報告する。

論文

J-PARC LINAC ACS加速空洞

青 寛幸; 浅野 博之; 大内 伸夫; 坪田 直明; 長谷川 和男; 平野 耕一郎; 森下 卓俊; 高田 耕治*; 内藤 富士雄*; 山崎 良成

Proceedings of 7th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (DVD-ROM), p.552 - 554, 2010/08

平成20年3月よりJ-PARC LINACのエネルギー増強が始まり、本計画ではAnnular Coupled Structure(ACS)空洞20台を製作する。ACS空洞では組立前に機械加工により共振周波数を調整する。この調整のためのデータ取得を目的として、試作セル(寸法決定用セル)を製作した。この結果をもとに量産寸法の決定,周波数調整を行い、完了した5台分については目標値(971.93$$pm$$0.05MHz)の範囲内に調整することができた。現在、ロウ付け、全体組立を進めており、平成22年秋には量産の1号機が完成する予定である。

論文

Status of mass production of the ACS cavity for the J-PARC linac energy upgrade

青 寛幸; 浅野 博之; 大内 伸夫; 坪田 直明; 長谷川 和男; 平野 耕一郎; 森下 卓俊; 高田 耕治*; 内藤 富士雄*; 山崎 良成

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.618 - 620, 2010/05

2009年3月より181MeVから400MeVへのリニアックエネルギー増強に向け、ACS加速空洞の量産が開始された。本計画ではACS形加速モジュール18台、ACS形デバンチャー空洞2台を3年間で製作する必要がある。本工程には時間的な余裕が少ないため、製作過程の最適化が必要となる。そこで初期設計と周波数調整手順を事前に確認するため、それぞれのエネルギーに対応した加速モジュールごとにテストセルを製作することにした。本論文では、これら量産に向けた取り組みの現状について報告する。

論文

J-PARC LINACエネルギーアップグレードへ向けたACS空洞の開発

青 寛幸; 平野 耕一郎; 森下 卓俊; 浅野 博之; 内藤 富士雄*; 上野 彰; 池上 雅紀*; 長谷川 和男; 山崎 良成; Paramonov, V.*

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.494 - 496, 2008/00

ACS空洞は多数の中間セルにより構成されている。量産時、中間セルは約1300枚必要であり、加工時間の短縮は非常に重要である。これまで製作したACS中間セルの1か所のスロットの加工は、約3時間かかっていた。これを仕上げ精度,形状,加工を見直して約45分に短縮した。4枚の試作セルを製作して周波数,Q値の測定を行い、Microwave Studioを用いた解析と比較した。解析と実験の差は加速モードで約1$$sim$$1.5MHz,結合モードは約4$$sim$$5MHzであった。

論文

J-PARCリニアックの第1ACSモジュールの大電力試験

平野 耕一郎; 青 寛幸; 森下 卓俊; 浅野 博之; 堀 利彦; 山崎 正義; 小林 鉄也; 久保田 親*; 山崎 良成

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.497 - 499, 2008/00

J-PARCリニアックでは、190MeVから400MeVまでの高エネルギー部にACS(Annular Coupled Structure)の加速空洞を用い、ビームエネルギーの増強を計画している。ビームラインには、2台のACSバンチャ空洞と21台のACSモジュールが設置される計画であり、現在、ACS空洞の開発を進めている。今回、高エネルギー加速部の最上流に設置される予定の第1番目のモジュール($$beta$$=0.56)を試作した。ACS空洞の大電力試験を実施し、共振周波数972MHz,入力電力1.8MW,パルス幅600$$mu$$s,繰り返し50Hzで、定格以上の平均加速電界4.5MV/m(設計4.3MV/m)が得られた。

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 ACS空洞開発の現状

青 寛幸; 上野 彰; 森下 卓俊; 長谷川 和男; 山崎 良成; 池上 雅紀*

Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.332 - 334, 2005/07

ACSモジュールの初号機は5セルのACSタンクが2台と5セルのブリッジ空洞で構成され、バンチャー空洞として用いる予定である。3台のRFチューナーがブリッジ空洞に取り付けられており、RFの微調整を行う。運転周波数972MHzに合わせるため、ロウ付け前に各ACSタンクをこの微調整範囲に収まるように調整した。調整手順はRF解析やコールドモデル測定から検討を行ってきた。本論文ではRF調整の結果と製作状況、及び関連する開発項目等について報告する。

論文

RF tuning and fabrication status of the first module for J-PARC ACS

青 寛幸; 森下 卓俊; 上野 彰; 長谷川 和男; 山崎 良成; 池上 雅紀*; Paramonov, V.*

Proceedings of 2005 Particle Accelerator Conference (PAC '05) (CD-ROM), p.2684 - 2686, 2005/00

J-PARCリニアックは当初180MeVで運転を開始するが、近く400MeVへ21台のACSモジュールと、2台のACSバンチャー,デバンチャーを用いてアップグレードされる予定である。バンチャー初号機が製作中であり、次期バンチャー及び加速モジュールが2006年度末に向けて製作が予定されている。初号機は5セルタンクと5セルのブリッジ空洞からなる。3台のRFチューナーがブリッジに取り付けられRFの微調整を行う。運転周波数は972MHzであり、ロウ付け前の工場段階である程度調整しておく必要がある。この調整過程については電磁場解析やコールドモデル測定を行って検討を進めてきた。本論文ではこれらのRF調整の結果や製作の現状などについて報告する。

論文

High power test of the prototype cryomodule for ADS superconducting linac

加古 永治*; 野口 修一*; 大内 徳人*; 宍戸 寿郎*; 土屋 清澄*; 赤岡 伸雄*; 千代 悦司; 堀 利彦; 小林 秀樹*; 仲田 守浩*; et al.

Proceedings of 2005 Particle Accelerator Conference (PAC '05) (CD-ROM), p.3579 - 3581, 2005/00

日本原子力研究開発機構と高エネルギー加速器研究機構は共同で加速器駆動核変換システム用超伝導リニアックの開発を進めている。その一環として、$$beta$$=0.725, 972MHz, 9セル超伝導空洞を2台実装したクライオモジュールの試作を行った。2Kのクライオモジュール冷却試験並びに972MHzのパルスクライストロンを用いた大電力高周波試験を実施した。パルス幅3ms,繰返し25Hzのパルス運転で、高周波ピークパワー350kWまでの電力を高周波入力カプラを通して空洞に印加することができた。これにより、目標値の10MV/mを超える14MV/mの加速電界を達成することができた。また、ピエゾ圧電素子を用いたチューナーによりローレンツ力デチューニングの補償が可能であることを実証した。

論文

陽子加速器を用いた新しい中性子源とその利用

日野 竜太郎; 横溝 英明; 山崎 良成; 長谷川 和男; 鈴木 寛光; 曽山 和彦; 林 眞琴*; 羽賀 勝洋; 神永 雅紀; 数土 幸夫*; et al.

日本機械学会誌, 107(1032), p.851 - 882, 2004/11

中性子は物質科学,生命科学等の先端的科学研究を推進するうえで不可欠であり、より大強度の中性子源が強く要望されている。この要望に応えるため、日米欧においてMW級陽子ビームによる核破砕反応を利用した新しい中性子源の開発・建設が進められている。我が国では、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核破砕中性子源の建設を中核とした大強度陽子加速器計画を進めている。本計画における核破砕中性子源は既存の研究炉(JRR-3)よりも中性子強度が2桁以上高い性能を有しており、先端的科学研究を推進するとともに、中性子利用による新産業創出に貢献することを目的としている。本小特集号では、大強度陽子加速器計画の核破砕中性子源において、何ができるのか,何に使えるのか,何がわかるのか,何に役立つのかを具体的に示し、核破砕中性子源の設計・開発・製作状況を液体重金属技術等の基盤技術とともに紹介する。併せて、世界最高強度・性能の陽子加速器システム及び大強度中性子の利用系における新技術・知見を紹介する。

論文

J-PARC ACS空洞開発の現状

青 寛幸; 上野 彰; 森下 卓俊; 長谷川 和男; 山崎 良成; 池上 雅紀*; 林崎 規託*

Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.323 - 325, 2004/08

J-PARC Linacは当初180MeV SDTLでスタートする予定であるが、200-400MeVへのエネルギー増強用加速空洞としてACS(Annular Coupled Structure)の開発を進めている。ハイパワー用初号機(バンチャー)の設計検討,製作状況とコールドモデルテストの結果などを報告する。

論文

Status of the J-PARC linac, initial results and upgrade plan

山崎 良成

Proceedings of 22nd International Linear Accelerator Conference (LINAC 2004), p.554 - 558, 2004/00

J-PARC線形加速器の建設現状,初段部のビーム試験結果,将来の増強計画について発表する。線形加速器の機器はほぼ今年度完成し、また、建築も今年度竣工することから、来年度から据え付けが開始される。一方、3-MeV RFQリニアック,中間エネルギービーム輸送系,DTL第1タンク(20MeV)のビーム試験を行っており、エミッタンス測定も行っている。平成18年度半ばから、リニアック全体のビーム試験が開始され、平成19年度当初180MeVまで加速して、シンクロトロンへの入射が始まる。また、平成19年度完成の後、平成20年度から、400MeVへのエネルギー増強を計画している。

論文

Cold-model tests and fabrication status for J-PARC ACS

青 寛幸; 秋川 藤志; 上野 彰; 長谷川 和男; 山崎 良成; 池上 雅紀*; 野口 修一*; 林崎 規託*; Paramonov, V.*

Proceedings of 22nd International Linear Accelerator Conference (LINAC 2004), p.75 - 77, 2004/00

J-PARCリニアックは50keVイオン源,3MeV RFQ,50MeV DTL,181MeV SDTLで2006年9月のコミッショニングを目指している。ACS空洞はJ-PARCの高ベータ領域の空洞として最適な形状であり、400MeVへのアップグレードがコミッショニングの初期に予定されている。現在、SDTLからACS間のマッチングセクションでバンチャーとして使用される予定の、ACS型空洞初号機の製作を進めている。設計の詳細や調整手順を解析やコールドモデルテストを通して検討してきた。本論文では製作の現状とこれまでの結果について報告する。

論文

J-PARC construction and its linac commissioning

山崎 良成

Proceedings of 9th European Particle Accelerator Conference (EPAC 2004), p.1351 - 1353, 2004/00

J-PARCは原研東海に建設中である。2006年末までにビーム試運転が始まる予定であるが、その前にKEKで2003年からリニアック最上流部のビーム試運転が始まっている。3MeVのRFQリニアックに続く3個のDTLタンクのうちの第1タンクで30mAのピーク電流の負水素イオンを20MeVまで加速した。J-PARC加速器の現況を報告する。

論文

J-PARC用ACS加速管の開発

林崎 規託*; 青 寛幸; 秋川 藤志; 長谷川 和男; 山崎 良成; 池上 雅紀*

Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.75 - 77, 2003/08

J-PARC大強度陽子加速器の高エネルギーリニアックとして、環結合構造型加速管の開発が進められている。その開発現況及び初号機として製作されているACS型バンチャー空洞の製作状況について報告する。

論文

J-PARC加速器

山崎 良成

第14回加速器科学研究発表会報告集, p.43 - 47, 2003/00

J-PARC計画は400MeVのリニアック,エネルギー3GeVでビーム出力1MWの速い繰り返しのシンクロトロン(rapid-cycling synchrotron, RCS),50GeV主リング(main ring, MR)の加速器群とそのビームを使う実験施設群からなっている。施設は、現在平成18年度完成を目指して建設中である。J-PARC加速器のために、その高いビーム出力を実現すべく、多くの新しい技術を考案した。例えば、磁性合金(magnetic alloy, MA)を装着した空洞を備える高周波加速系,パイモード安定化ループ(pi-mode stabilizing loops, PISL)を装着したRFQリニアック,高周波チョッパーなどである。これらの新技術の最近の開発状況及び加速器建設状況を報告した。

論文

The JAERI-KEK joint project for the high-intensity proton accelerator, J-PARC

山崎 良成

Proceedings of 2003 Particle Accelerator Conference (PAC 2003) (CD-ROM), p.576 - 580, 2003/00

今、J-PARCと名称が決まった原研KEK大強度陽子加速器統合計画は400MeVのリニアック、3GeVで25Hzの速い繰り返しのシンクロトロン(RCS),50GeVの主シンクロトロン(MR)から成る。MW級のパルス核破砕中性子源として、蓄積リングを使うSNSやESSと対照的にJ-PARCではRCSを使用している。この方式は、主として数10GeVの陽子加速を行うために、そのブースターとしてRCSを選んだのであるが、それ自体、蓄積リング方式よりも幾つかの長所を持っている。低エネルギービーム輸送系(LEBT),3MeVのRFQリニアック,中間エネルギービーム輸送系(MEBT)のビーム試験を行った。そこでは、LEBTに前置チョッパーが、MEBTにチョッパーが装着されている。このチョッパー系はJ-PARCに独自に開発されたものであり、SNSとの比較は比較は興味深い。

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