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金正 倫計
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.3848 - 3850, 2014/07
J-PARC 3GeVシンクトロトンはMLFとMRへユーザー利用運転のために300kWのビームを安定に供給している。2台のパルス電磁石をビームラインに新たに設置し、MLFとMRからのビーム形状に対する要求に対するそれぞれの要求を満足させ、ビームロスを低減した。また、ビーム増強のための試験を実施し524kW相当のビームを2%のビームロスで、35秒間の出力に成功した。ビームロスの設計値は3%であるので、2%ビームロスは加速器の運転上十分に小さな値である。入射エネルギー181MeVでの524kW出力は、入射エネルギーが400MeVの際の1.6MWに相当するパワーであり、本ビーム試験は、設計値の1MW出力達成に向けた大きな成果である。
長谷川 和男; 金正 倫計; 小栗 英知; 小関 忠
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.3830 - 3832, 2014/07
J-PARC施設はリニアック、RCS (Rapid Cycling Synchrotron)、MR (Main Ring synchrotron)、RCSからの3GeVビームを利用する物質生命科学実験施設(MLF)、MRからの30GeVビームを利用するハドロン実験施設(HD)及びニュートリノ実験施設(NU)から構成される。2011年3月11日の地震で大きな被害を受けたが、12月から調整を始め2012年1月から利用運転を開始した。2012年度は大きな故障もなくユーザー利用運転を行い、夏季のメンテナンス期間を利用して加速空洞の真空改善、可変偏向電磁石やコリメータなど性能向上のための機器の据付なども行った。この結果、MLFに300kW、NUに230kW、HDに15kWと、震災前以上のビームパワーで利用運転に供するとともに、RCSでは500kW以上の大強度試験にも成功した。本発表では、こうした運転経験や性能向上に向けた状況について述べる。
Saha, P. K.; 原田 寛之; 林 直樹; 發知 英明; 金正 倫計; 高柳 智弘; 谷 教夫; 入江 吉郎*; 加藤 新一*
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.518 - 520, 2014/07
The two horizontal pulse steering magnets are successfully commissioned and also used for one cycle trial operation. They are found to be work as designed. A change of the painting are between MLF and MR would really be necessary at 1 MW operation. The design principles as well as performance of the system is thus already been confirmed in well advanced. In order to meet multi user requirements in simultaneous operation, this might be the first example to introduce such a principle in recent high intensity accelerators.
菅沼 和明; 富樫 智人; 渡辺 真朗; 金正 倫計
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.678 - 680, 2014/07
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は、物質生命科学施設(MLF)や50GeVメイン加速器のビーム利用者に陽子ビームを供給している。RCSで181MeVから3GeVに加速され、MLFやMRに陽子ビームを送り出している。この送り出し用機器にキッカーシステムがある。2008年の12月より、ユーザーへの供給が開始されたが、キッカーシステムにおいて多くのトラブルが発生した。特にスイッチング素子であるサイラトロンの問題が発生し、当初、ユーザー運転に対する停止率が、13%にも上った。運転経験と独自の努力で、ビームの停止率を0.5%以下を達成した。
Saha, P. K.; 菖蒲田 義博; 發知 英明; 原田 寛之; 山本 昌亘; Holmes, J. A.*; 加藤 新一*
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.521 - 523, 2014/07
ORBIT code has been developed to give new realistic enhancements in order to use for beam simulation in a Rapid Cycling Synchrotrons like J-PARC RCS. It is very important to have two independent simulation codes apply to a same machine. Many detail comparison can be done. It would be very useful for 1 MW beam simulations as well as optimization in the RCS in addition to the SIMPSONS code.
林 直樹; 原田 寛之; 堀野 光喜; 發知 英明; 神谷 潤一郎; 金正 倫計; Saha, P. K.; 菖蒲田 義博; 高柳 智弘; 谷 教夫; et al.
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.3833 - 3835, 2014/07
J-PARC RCSの入射エネルギーの増強(181から400MeV)は、2014年初めに予定されており、これに向けて、進んでいる機器増強の状況を報告する。具体的には、水平ペイントバンプ電磁石電源の更新、増強は、2012年までに完了しており、既に通常運転に用いている。MR/MLF行きのペイントエリアを切替えること、400MeVでも、ペインティングしない調整用のビームを作ること、この2つに必須の可変偏向電磁石システム、電磁石及び電源の据付も2012年に完了した。そして、400MeVを想定したビーム試験も実施し良好な結果を得た。残る大きな増強機器は、新しいシフトバンプ電磁石電源である。現行電源と比較しスイッチングノイズの低減は、期待できるが、新たに発生したリンギングの要因解析、対策を行い製作中である。これは、2013年の長期メインテナンス期間中に据付けられる。
岡部 晃大; 吉本 政弘; 山本 風海; 金正 倫計
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.535 - 537, 2014/07
J-PARC 3-GeV RCSなどの大強度陽子加速器ではビームロスに伴う加速器の放射化によってビーム強度の上限が制限されている。そのため、将来のビーム強度増強に備えて、RCSではビームロスの要因の一つであるビームハローの測定、並びにその測定手法の開発が積極的に行われている。しかし、ビームハローの強度はコアに比べ非常に小さく、既設のモニターではノイズの影響からハローの詳細な評価をすることが困難である。そこでJ-PARC RCSモニターグループでは新たなビームハロー計測モニターとして、バイブレーションワイヤーモニター(VWM)に着目し、その研究開発が進められている。VWMはビーム電流値の分解能が非常に小さいこと、原理的にビーム電流を直接ピックアップしないため自由電子等によるノイズの影響を受けにくいことから将来のビームハロー用モニターとして期待されている。2012年、J-PARC L3BTにVWMをインストールし、大強度陽子ビームを用いた性能評価実験を行った。本発表ではVWMの性能評価実験の結果を紹介し、その大強度陽子加速器におけるビームハローモニターとしての有用性について議論する。
高柳 智弘; 林 直樹; 植野 智晶; 堀野 光喜; 富樫 智人; 金正 倫計; 渡辺 泰広; 入江 吉郎*
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.681 - 683, 2014/07
可変偏向電磁石用の電源を製作した。電源は、パルスと直流を、ビームユーザーズのためのペインティング入射とビームコミッショニングのためのセンター入射の二つのモードに対応して、パルスと直流を出力する機能を備えている。パルス電源は、設定値に対して
0.2%の偏差を、直流電源は、0.01%以下のリプル電流が要求され、これらの性能を満足することを確認した。電源の設計と測定結果を述べる。
發知 英明; 原田 寛之; 林 直樹; 金正 倫計; Saha, P. K.; 菖蒲田 義博; 田村 文彦; 山本 風海; 山本 昌亘; 吉本 政弘; et al.
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.3836 - 3838, 2014/07
2012年11月、J-PARC RCSにおいて、540kW相当の大強度加速試験を実施した。RCSでは、入射エネルギー領域の空間電荷効果を緩和するためにペイント入射法を採用しているが、このペイント入射法により、540kW相当のビーム運転時に発生した30%という大きなビーム損失を2%(許容限界値の1/6以下)まで低減させることに成功した。また、残った2%のビーム損失についても、対応するビームシミュレーションを実施してその起源を明らかにすることができた。
原田 寛之; 山本 風海; 加藤 新一*
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.515 - 517, 2014/07
残留ガスプロファイルモニタ(IPM)は、周回ビームの横方向分布を観測するためにJ-PARC 3GeV RCSで使用されている。そのIPMでは、ビームがビームチェンバー内を通過する際に生成する残留イオンや電子を外部電場によって検出部であるMCPまで導き、MCPで増幅された電子をシグナルとして検出し、ビームの粒子密度に比例したシグナルより、ビームプロファイルに焼き直している。そのIPMは、外部電場の最適化に加えて、電子収集によるビームプロファイルの観測に向けた改良を行われた。この論文では改良されたIPMの現状を報告する。
荻原 徳男; 神谷 潤一郎; 菖蒲田 義博; 金正 倫計; 小泉 欧児*
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.3321 - 3323, 2014/07
In the 3 GeV-RCS (Rapid Cycling Synchrotron) in J-PARC (Japan Accelerator Research Complex) project, large-scale hydro-formed bellows were developed to adjust the gap between the ceramic ducts and/or between the ceramic ducts and the transport ducts. They have been equipped with a newly developed RF shield, because the usual beryllium-copper spring finger contacts were found to be very hard (roughly 1000 N/mm) owing to the large size. The newly developed RF shield is made of metal braid, which consists of wires with a diameter of 0.3-0.5 mm. Because of the spring effect, the contact can change shape easily. In addition, the shield can easily connect the different cross sections in a smooth fashion. Furthermore, this structure is almost free from the dust generation, which is one of the most troublesome problems for the usual spring finger contacts.
島田 太平; 野村 昌弘; 田村 文彦; 山本 昌亘; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 大森 千広*; 戸田 信*; 吉井 正人*; Schnase, A.*; et al.
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.2750 - 2752, 2013/06
J-PARC 3GeVシンクロトロンでは、必要な加速電圧を得るために11台の高周波加速空胴が設置されており、合計198枚の金属磁性体コア(MAコア)が使用されている。コアの寸法は、外直径850mm、内直径375mm、厚さ35mmである。2007年10月の加速器の運転開始以降、幾つかのコアの内面で座屈が発生し、ビーム運転に支障が生じた。この座屈の原因調査の一環として、コアの内面形状を約2年の間をおいて測定した。その結果、座屈の発生、内径の真円からのずれ及び内径の経年変化がコアの製作過程における樹脂の含浸方法とかかわっていることが見いだされた。現在、座屈が発生しにくいよう製造方法を採用したコアと順次交換している。本発表では、コアの樹脂含浸方法と内面形状の関係及びその経年変化を報告する。
田村 文彦; 大森 千広*; 山本 昌亘; 吉井 正人*; Schnase, A.*; 野村 昌弘; 戸田 信*; 島田 太平; 長谷川 豪志*; 原 圭吾*
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.2540 - 2542, 2013/06
ビームローディング補償はJ-PARC MRにおいて大強度ビームを加速するのに不可欠である。MA空胴は単一ハーモニック(h=9)で駆動されるが、空胴の帯域には隣のハーモニクス(h=8,10)も含まれるため、ウェーク電圧はこれらのハーモニクスの重畳となる。これら3つのハーモニクスのビームローディング補償として、われわれはrfフィードフォワード法を採用している。フルデジタルのフィードフォワードシステムを開発した。8つの空胴すべてについて、1.0
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pppの大強度ビームを用いて調整を行った。調整結果について報告する。ビームの見るインピーダンスを下げ、縦方向振動を減少させることに成功した。200kWのビームパワーでの運転に成功した。
野村 昌弘; Schnase, A.*; 島田 太平; 田村 文彦; 山本 昌亘; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 大森 千広*; 戸田 信*; 吉井 正人*
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.2747 - 2749, 2013/06
J-PARCシンクロトロンのための金属磁性体コアを開発中、コア巻きのテンションを下げることにより層間絶縁の改善を行った。その結果コアの占積率は低下したにもかかわらず、コアのシャントインピーダンスは高くなった。コア巻きのテンションと層間絶縁の改善のコアシャントインピーダンスへの影響について研究した。
渡辺 泰広; 谷 教夫
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.672 - 674, 2013/06
J-PARC RCSの主電磁石は、繰り返し周波数25Hzという速い繰り返しに対応するため、チョークトランス及び共振コンデンサから構成される共振回路を通して励磁される。この場合、電流安定性を悪化させる外乱は外気温の変化による共振コンデンサの静電容量変動である。本論文では、共振電源の電流安定化のための制御方法を提案する。この方法は、共振回路において静電容量の変化が基本波成分のみに影響することに着目し、電磁石電流を周波数解析して基本波成分を抽出し、目標とする基本波振幅と位相が目標値と一致するように、電源の電流設定値を直接調整する。本制御法を、四極電磁石電源の中で最も規模の大きなQFN電源に適用し、25Hzの交流振幅変動を0.005%以下、位相変動を0.5uS以下に抑制できることを確認した。
谷 教夫; 發知 英明; 神谷 潤一郎; 金正 倫計; 竹田 修; 山本 昌亘
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.2971 - 2973, 2013/06
2011年3月11日の東北地表太平洋沖地震によってJ-PARC 3GeV RCS電磁石は水平方向と垂直方向に最大10mmと4mmのアライメント誤差が生じた。電磁石の測量結果を用いた軌道計算から、これまでロス量が許容できる300kWのビーム運転が現状の配置で行われてきた。しかし、1MWの計算結果ではビームロスが2倍となるため、電磁石や加速空洞等の機器の再アライメントが必要となった。さらに、2012年夏に行われたセラミックダクトの測量結果から、ビームの設計アクセプタンス486
mm mmradを下回る位置に変位したセラミックダクトがアーク部に存在することがわかった。その数は偏向電磁石用ダクトで18台、四極電磁石用ダクトで23台、六極電磁石用ダクトで6台ある。これらのセラミックダクトについてもアライメントが必要となった。しかし、機器の再アライメントは2013年8月から12月の5か月間で完了しなければならない。そのため、アライメント手順の確認や作業工程の計画が重要となってくる。本報告では、機器の測量結果と最新の再アライメント計画について報告する。
-rays from a 150-MeV microtron羽島 良一; 早川 岳人; 静間 俊行; Angell, C.; 大東 出; 神門 正城; 大垣 英明*
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.3645 - 3647, 2013/05
We have developed a laser Compton scattered -ray source based on a 150-MeV racetrack microtron at Japan Atomic Energy Agency. The microtron equipped with a photocathode RF gun accelerates a single bunch of electrons to collide with a laser pulse from a Nd:YAG laser. We have employed laser pulse compression by stimulated Brillouin scattering to obtain high-flux -rays, 
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ph/s. The -ray source is a prototype of commercial machine for nuclear security applications, non-destructive detection of nuclear material hidden in a ship cargo. Design and performance of the -ray source are presented.
菖蒲田 義博; 林 直樹; 高柳 智弘; 外山 毅*; 入江 吉郎*
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.1742 - 1744, 2013/05
At the 3 GeV RCS in J-PARC, the kicker impedance has been theoretically considered to be the most dominant source to cause beam instabilities. Recently, experimental studies have demonstrated that reducing the kicker impedance can stabilize beams. In this report, the present status of a trial to reduce the kicker impedance is reported.
西森 信行; 永井 良治; 松葉 俊哉; 羽島 良一; 山本 将博*; 本田 洋介*; 宮島 司*; 飯島 北斗*; 栗木 雅夫*; 桑原 真人*
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.321 - 323, 2013/05
The next generation light sources such as energy recovery linac (ERL) light sources and X-ray FEL oscillator requires high brightness electron gun with megahertz repetition rate. We have developed a DC photoemission electron gun at JAEA for the Japanese ERL light source project. This DC gun employs a segmented insulator with guard rings to protect the insulator from field emission generated from central stem electrode. We have successfully applied 500 kV on the ceramics with a cathode electrode in place and generated beam from the 500 kV DC photoemission gun in October 2012. Details of the beam generation test at 440 kV as well as 500 kV are presented.
梅森 健成*; 江並 和宏*; 古屋 貴章*; 阪井 寛志*; 佐藤 昌人*; 篠江 憲治*; 沢村 勝; Cenni, E.*
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.2349 - 2351, 2013/05
コンパクトERL計画の主加速器モジュールの製作を行った。このモジュールは2台の9セル空洞とHOMダンパー,入力カップラーが取り付けられている。空洞アセンブリを行った後、クライオモジュールの真空容器に取付け、放射線シールド内に設置し、冷凍機系に接続された。クライオモジュールは無事2Kまで冷却され、低電力試験及び大電力試験を行った。
上坂 充*; 田儀 和浩*; 土橋 克広*; 藤原 健*; 山本 昌志*; 原田 秀郎
no journal, ,
We plan to use our X-band (11.424 GHz) electron linac as a neutron source for the nuclear analysis for the Fukushima nuclear plant accident. Quantitative material analysis and forensics for nuclear security will start several years later after the safe settlement of the accident is established. For the purpose, we should now accumulate more precise nuclear data of U, Pu, TRU and MA especially in epithermal (0.1-10 eV) neutron energy region. Therefore, we have decided to suspend the Compton scattering X-ray experiment and move the linac to the core of the experimental nuclear reactor Yayoi which is now under the decommissioning procedure. Due to the compactness of the X-band linac, the RF gun, accelerating tube and other components can be installed in a small space in the core. First we plan to perform the measurement of the total cross sections using a TOF method for 0.1-10 eV neutrons. Detailed design will be presented.
