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松田 誠; 遊津 拓洋; 左高 正雄; 花島 進; 中村 暢彦; 株本 裕史; 沓掛 健一
第23回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.65 - 68, 2011/07
原子力機構-東海タンデム加速器では、加速されるイオンビームの利用分野拡大のため、大型静電加速器の特徴を活かした加速器開発を行っている。1番目にはどのような質量のイオンであっても加速できるという静電加速器の特徴を活かし、高電圧端子内イオン源からのクラスタービームの加速計画を進めている。荷電変換を必要としないシングルエンド加速であり、最大18MV程度の加速電圧となるので、高エネルギー,高強度のクラスタービームが得られると考えている。2番目にスケーリング法を用いたイオンビームの加速技術の開発を行っている。オペレータの調整したパイロットビーム加速時の光学機器のパラメータをもとに、簡単なスケーリング計算により各光学機器のパラメータを一括して自動設定することで、ビームエネルギーや加速イオン種の迅速な切り替えを行うものである。3番目に比較的低エネルギーの重イオンビームを用いて、RBS法による元素分析や、
N, 
Fビームによる水素分析(NRA)などのイオンビーム分析技術の開発を行っている。最後にRI・核燃料標的等の利用可能な新照射室の整備を平成23年度に行う。
國分 陽子; 西澤 章光*; 鈴木 元孝*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 松原 章浩; 石丸 恒存
第23回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.45 - 48, 2010/11
日本原子力研究開発機構東濃地科学センターに設置されているタンデム型加速器質量分析計JAEA-AMS-TONOの平成21年度の運転状況及び装置の改善点について報告する。平成21年度の実績として846件の測定を行った。このうち、施設供用利用による外部研究による使用は251試料であった。また、平成9年3月に導入以降、運転時間のべ11466時間、平成21年度は1287時間であった。測定精度の向上を目指し、イオン電流の安定化を図るため、イオン源のセシウム蒸気輸送系の温度制御,ターミナル部のストリッパーガス圧の安定化,ビームラインのアライメントを行った。また、ビームラインのアライメント後、入射側電磁石の前の四重極レンズで放電が起こり、電磁石のテスラメータが故障したため、修理を行った。
松原 章浩; 西澤 章光*; 鈴木 元孝*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 國分 陽子; 石丸 恒存
第23回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.53 - 56, 2010/11
日本原子力研究開発機構東濃地科学センターにおけるタンデム型加速器質量分析計JAEA-AMS-TONOに関する平成21年度の改善点について報告する。報告内容は、主として(1)イオン源のセシウム蒸気輸送系の温度制御,(2)ターミナル部のストリッパーガス圧の安定化である。イオン源のセシウム蒸気輸送系の温度制御については、セシウム輸送管を独立して加熱するシステムを新規に導入し輸送管の温度制御を行った。また、ターミナル部のストリッパーガス圧の安定化については、ストリッパーガスのニードルバルブに断熱材を取り付けたところ、効果が見られた。
田中 孝幸; 甲 昭二; 木下 尚喜; 鈴木 崇史; 桑原 潤; 関 武雄
第23回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.113 - 116, 2010/11
日本原子力研究開発機構青森研究開発センターにある加速器質量分析装置(JAEA-AMS-MUTSU)は、平成9年に設置され、
C測定については平成11年、
I測定については平成15年から定常運転を開始した。平成18年度からは外部利用者が利用可能な供用施設となり、多くの利用者によりさまざまな研究活動に利用されるようになっている。本講演では、平成21年度のJAEA-AMS-MUTSUの現状を報告する。平成21年度の試料測定数は、C測定を480試料、I測定を677試料測定した。この測定数は、平成20年度より712試料少なかった。測定数の減少は、制御システムの更新により、約1.5か月間、加速器を停止させたこと、検出器のアンプの故障により、数か月間、C測定が不可能であったことによるものである。現在は、問題も解消し、C及びIともに順調に測定している。
石崎 暢洋; 石井 哲朗; 阿部 信市; 花島 進; 長 明彦; 田山 豪一; 松田 誠; 仲野谷 孝充; 株本 裕史; 中村 暢彦; et al.
第23回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.13 - 16, 2010/11
2009年度のタンデム加速器の運転,整備及び利用状況について報告する。加速器の運転時間は約3600時間で例年より少ないが、これは年2回の定期整備以外にタンク開放を要する不具合が4回発生したためである。利用されたイオン種は20元素(25核種)で、多い順にH, O, C, Xe, Ni, N, Li, Arなどであり、ターミナルイオン源からCO
の加速試験も実施した。利用分野は、核物理,核化学,材料・物性,加速器開発などであった。カラムのショーティングロッドのナイロン製接続ネジが破断し、タンク外へ取り出せなくなる不具合が発生した。圧空ジャッキによるロッドの抜き差しの際に過大な力が加わり破断に至ったものと推定された。ロッドの接続部で放電や引っかかりが起こらない改良型ロッドを製作中である。電磁石のトラブルとして、12月にコイルの内部に微少な水漏れが発生し磁場が不安定になる現象が起きた。現在片側のコイルのみで運転中であり、新しいコイルを製作中である。また、別の電磁石電源で使用している水冷シャントの銅管にピンホールによる水漏れが発生した。これは冷却不要のDCCTに置き換えた。
千葉 敦也; 宇野 定則; 山田 圭介; 横山 彰人; 上松 敬; 横田 渉; 北野 敏彦*; 高山 輝充*; 金井 信二*; 織茂 貴雄*; et al.
第23回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.119 - 122, 2010/11
各加速器のこの10年の年間運転時間は、タンデム加速器が約2000時間,シングルエンド加速器が約2500時間,イオン注入装置が約1900時間の水準を保っており、平成22年3月末までの積算運転時間は、各32,422時間, 36,864時間, 28,875時間となっている。21年度の主な整備内容は、タンデム加速器では、コロナプローブニードルをスチール材質のものからタングステン製(NPS)に交換した。これにより、ターミナル電圧は高い安定度を長時間維持できるようになった。イオン注入装置では、フリーマン型イオン源のオーブンコントロールシステムが製造中止になり、修理が困難になったため更新した。21年度はマシンタイムに影響するようなトラブルはなく、予定していた実験をすべてこなすことができた。
乙川 義憲; 長 明彦; 佐藤 哲也; 松田 誠
第23回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.135 - 138, 2010/07
陽子ビームによるウラン核分裂反応で生成される短寿命の放射性核種を迅速にビームとして引き出すため、低圧アーク放電型イオン源の改良を行っている。これまで用いていたイオン源は、運転温度が1550
Cと低いため、ビーム生成されるまでの時間(放出時間)は、インジウム(In)で7秒、キセノン(Xe)で12秒と長く、半減期1秒程度の核種ビームの生成が不可能であった。そこで、生成核の標的からの拡散・蒸発,イオン源構造材との吸脱着をより促進するため、新たに高温で運転可能なイオン源の開発を行った。オフラインで試験し数回の改良を行った結果、安定動作と標的槽で2000Cになることを確認した。続いて、オンラインで放出時間を測定した結果、放出時間はInで1.8秒、Xeで4.6秒であり、より迅速に生成が可能になった。その結果、半減期1秒程度の核種であるIn(半減期0.61秒)と
Xe(半減期1.73秒)のビームを毎秒10
個程度の強度で生成することに成功した。現在は、ビーム強度を向上させるためにさらなる試験・改良を進めている。本研究会では、イオン源の改良点,性能試験の結果,今後の課題について発表を行う。
横山 彰人; 石井 保行; 千葉 敦也; 宇野 定則; 上松 敬; 高山 輝充*; 北野 敏彦*
第23回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.147 - 150, 2010/07
原子力機構高崎量子応用研究所の3MVシングルエンド加速器のビームラインの一つに軽イオンマイクロビーム形成装置が設置されている。本装置による直径1
m程度のマイクロビームはPIXE(Particle Induced X-ray Emission)やPBW(Proton Beam Writing)などの分析や加工に利用可能であり、生物細胞内の微量元素分析や高アスペクト比の3次元微細加工技術の開発が行われている。近年、PIXE分析の空間分解能向上やPBWの加工精度向上の要求に伴い、十分なビーム量を有するナノビーム形成が望まれている。これをビームの高輝度化によって実現するために、イオン源から引き出されるビームのエミッタンスを、シンチレータを利用して測定する装置の開発を進めている。これまで使用してきたシンチレータであるSiOは、ビーム照射によるダメージを受けやすいため、繰り返し使用することが困難であった。そこで照射によるダメージが小さいYAG:Ceを使用した結果、繰り返し照射を行っても良好な計測が可能となった。
中村 暢彦; 松田 誠; 遊津 拓洋; 左高 正雄; 高廣 克己*; 松波 紀明*
no journal, ,
われわれは重元素の組成分析能の向上のために、入射ビームとして高エネルギー重イオンを用いたラザフォード後方散乱(RBS)法を試みた。原子力機構東海タンデム加速器からの核子あたりのエネルギーが1.25MeVの
NeビームをAu薄膜(約1nm),Cu薄膜(約10nm),GaAs単結晶,Ge単結晶標的に入射して後方散乱スペクトルを測定した。用いた検出器は通常のシリコン検出器である。NeビームをAu薄膜に入射して求めたこの測定系のエネルギー分解能は約1.2%(FWHM@18MeV)であった。このエネルギー分解能は通常のRBS法の同程度以下であるが、イオンビームをCu薄膜,GaAs単結晶,Ge単結晶に入射して散乱スペクトルを測定したところ、標的の元素及び同位体が分離できた。これらの測定から高エネルギー重イオンによるRBS法は重元素標的に対して十分な質量分解能を持ち、その組成分析に有効であることを確認した。
遊津 拓洋; 株本 裕史; 石崎 暢洋; 松田 誠; 仲野谷 孝充; 阿部 信市; 石井 哲朗
no journal, ,
タンデム加速器施設に設置された放射性核ビーム(RNB)加速器は平成22年度をもって利用を終了する予定である。RNB加速器の設置されている実験室は、第1種放射線管理区域であるため非密封の放射性同位元素を使用することも可能であり、かつタンデム加速器では直径数mm以下の重イオンビームを提供できるため、わずか数gの放射性同位元素をターゲットとして利用することができる。このような有用性から、RNB加速器の利用終了後に実験室を改装して新規にビームラインを設置し、原子炉燃料等の物性研究や代理反応研究等を行うことを計画している。本研究会では新ビームラインの設計及び利用計画について報告する。
平尾 敏雄; 阿保 智*; 小野田 忍; 増田 直之*; 牧野 高紘; 大島 武; 高井 幹夫*
no journal, ,
高度化LSIの中心となるSRAMやDRAM等のメモリ素子に放射線が入射した場合、記憶状態の反転(Single Event Upset:SEU)による誤動作が発生する。このような問題を解決する半導体デバイスとしてSOI(Silicon on Insulator)構造が注目されている。本研究では、基板浮遊効果抑制構造を持つSOI-SRAMに9
18MeVの酸素イオンを入射し、ソフトエラー耐性評価を行った。ソフトエラー発生率は10.5MeVから13MeVまでの範囲ではエネルギー増加に伴い徐々に増加し、その後飽和する傾向を示すことが判明した。モンテカルロシュミュレーションを用いてSOIボディで発生する過剰キャリアの電荷量を計算した結果、13MeV以上の酸素イオン入射では各素子で記憶保存に用いられる容量であるクリチィカルチャージを越える量であった。すなわち、酸素イオン入射に伴うソフトエラー率は、SOIボディで生じる電荷量が、クリチィカルチャージを超えるまでは徐々にソフトエラー発生率が増加し、クリチィカルチャージを超えるとソフトエラー発生率が飽和すると結論できた。