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林 直樹; 加藤 裕子; 三浦 昭彦; 二ツ川 健太*; 宮尾 智章*
Proceedings of 5th International Beam Instrumentation Conference (IBIC 2016) (Internet), p.368 - 371, 2017/03
通常運転中のビームロス要因について調べることは、重要である。真の要因対策ができれば、将来的に、インターロックの発報回数を減らすことができ、加速器運転の安定化にも資することができるからである。J-PARCリニアックでは、限定的であるが、インターロック時のロスモニタ、ビーム電流の波形を、複数台のオシロスコープで記録している。加速空洞のインターロックにより、ビームロスが発生するのは当然であるが、より詳細に、どのモニターがより高いロス信号を受けるか、空洞インターロックとビームロスのパターンの関係性を知ることが大切である。特に興味があるのは、空洞など機器インターロックの発報はなくて、ロスモニタのみがインターロック発報する事象である。これらの幾つかについて、分析を行い、考えられる対策について紹介する。
吉本 政弘; 原田 寛之; 金正 倫計; 山本 風海
Proceedings of 5th International Beam Instrumentation Conference (IBIC 2016) (Internet), p.673 - 677, 2017/03
MW級の大強度ビーム運転を実現するためのもっとも重要な課題は、ハンズオンメンテナンスが可能な環境を維持するため装置の放射化を抑制することである。そのためにビーム調整においては、ビームロスを抑制し、放射化が許容できるレベルにビームロスを管理することに主眼を置いて実施している。ビームロスが許容量に収まっている事の確認を目的とし、リング全周の残留サーベイを実施した結果、ビームロスに関する詳細な情報を得ることができた。そこで、ビームロス信号と残留線量との関連付けを行うことで、大強度ビーム運転の実現を評価できる。本発表では残留線量分布測定とビームロスモニタ信号との関連付けについて発表する。
三浦 昭彦; 岡部 晃大; 吉本 政弘; 山根 功*
Proceedings of 5th International Beam Instrumentation Conference (IBIC 2016) (Internet), p.856 - 859, 2017/03
J-PARC LINACでは、複数の加速空洞を用いて、負水素イオンビームを400MeVまで加速し、下流のシンクロトロン(RCS)に供給している。大強度の陽子加速を実現するため、ビーム損失を抑制するビーム調整は非常に重要であり、ビームプロファイルモニタは重要な測定機器の一つである。ビーム電流の上昇に伴い、機器の損傷、運転中の放射線の低減の観点から、ビーム非破壊のレーザプロファイルモニタは有益と考えられる。それに加え、径の異なる一対の凹面鏡を対面させることで、鏡間に複数のレーザーの光路(レーザーワイヤ)を形成することができるため、ビームラインに対して鉛直な方向に移動させるような駆動部を必要としない。レンズによる焦点でビームウエストという光が細くなる部位を、同一直線状に並ぶように光学設計することで、簡素で故障が少なく、加速するビームの1パルスでプロファイルを測定できるモニタシステムが期待できる。本発表では、この新しいマルチレーザワイヤをプロファイルモニタに適用する原理と、ビーム計測のためのシステムについて報告する。
三浦 昭彦; Liu, Y.*; 丸田 朋史*; 宮尾 智章*
Proceedings of 5th International Beam Instrumentation Conference (IBIC 2016) (Internet), p.150 - 153, 2017/03
J-PARCリニアックでは、バンチシェイプモニタ(BSM)をSDTL加速空洞とACS加速空洞の加速周波数が324MHzから972MHzへ変わるビームラインに設置し、ACS加速空洞へ入射するビームの位相幅を測定し、ACS加速空洞の直前に設置したバンチャー空洞の振幅の調整を行ってきた。リニアックのビーム輸送については、位相方向(縦)のエミッタンス、ビーム進行方向に鉛直な方向(横)のエミッタンスに基づく運動量の大きさを等しくするような、Equi-partitioningという概念に基づいた設計を行っている。ビームの縦、横方向の運動量のバランスを崩した場合、ビームの空間電荷効果による縦・横方向のエミッタンス交換が発生する共鳴領域に入り、ビーム不安定性の要因になる場合がある。また、負水素イオンビームのビームロスの要因となるイントラビームストリッピングは、単位体積当たりの粒子数密度に比例するため、これを低減するためには、横方向のビームサイズを大きくするのが良いと考えられる。このため、Equi-partitioningの横方向の拡がりをパラメータとした縦・横方向のエミッタンス測定を行ったところ、横方向の拡がりを1.1倍にした場合に、エミッタンス交換が行われるような共鳴領域に入ったことを見つけることができた。本発表では、この共鳴領域を探すエミッタンス測定について説明し、今後の大強度ビームの輸送設計にこの手法が有益であるという議論を行った。
武井 早憲; 千代 悦司; 平野 耕一郎; 近藤 恭弘; 明午 伸一郎; 三浦 昭彦; 森下 卓俊; 小栗 英知; 堤 和昌
Proceedings of 5th International Beam Instrumentation Conference (IBIC 2016) (Internet), p.736 - 739, 2017/03
加速器駆動システム(ADS)は、原子炉で発生するマイナーアクチニド(MA)などの長寿命放射性核種を核変換する一つの候補である。このMAを効率良く核変換するためには、ADS炉心における中性子分布を精度よく予想することが必要不可欠である。ADS用の未臨界体系における中性子工学の特性評価のため、J-PARCでは核変換物理実験施設(TEF-P)の建設を計画している。TEF-Pは、安定な陽子ビーム(最大10W)を必要としており、大強度負水素イオン(H
)ビーム(エネルギー400MeV、出力250kW)から微弱なビームを安定かつ精度よく取り出す方法が必要となる。この要求のため当セクションでは、レーザー荷電変換技術(LCE)を開発している。候補となるLCEでは、陽子ビーム輸送系の偏向電磁石中においてレーザー光によりHビームの電子を剥ぎ取り、中性陽子(H
)ビームを分離する。候補となるLCEの性能評価のため、J-PARC LINACのテストスタンドにおけるRFQ加速器から出射される3MeVのHビームを用いてLCEによる取り出し実験を実施した。その結果、荷電変換した陽子ビームを14時間程度安定に取り出すことに成功した。また、TEF-Pに入射するビーム相当(400MeV)に換算し約5Wの荷電変換した陽子ビームが得られ、TEF-Pの要求出力を概ね満足した。
