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柏木 啓次; 宮脇 信正; 奥村 進; 石堀 郁夫; 倉島 俊; 百合 庸介; 石坂 知久; 湯山 貴裕; 吉田 健一; 上松 敬; et al.
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.244 - 246, 2010/03
加速器内でのビームロスを低減するためには、加速器のアクセプタンス領域に入射ビームのエミッタンス領域を整合させる必要がある。原子力機構高崎ではサイクロトロンに対する入射ビームのこの整合を評価するためのエミッタンス及びアクセプタンス測定装置の開発を行っている。アクセプタンス測定の方法は次のとおりである。ある位相空間領域のビームを加速器に入射し、加速器出射後のビーム強度を検出器で測定する。ビームが透過する領域がアクセプタンスの一部である。さまざまな位相空間領域について測定を行うことで、アクセプタンス全体を求めることができる。本論文ではアクセプタンス測定装置のうちの入射ビームの横方向位相空間領域を制限する装置について報告する。一対の位置制限スリットと角度制限スリットを用いることで、2次元もしくは4次元位相空間の指定した領域のビームを加速器に入射することを可能とした。
伊藤 崇; 浅野 博之; 田中 宏和*; 久保田 親*; 南茂 今朝雄*; 内藤 富士雄*
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.690 - 692, 2010/03
J-PARCリニアック部を構成しているDTL及びSDTLは、加速器トンネル内へのインストール後2006年10月から運転を開始し、2009年6月まで3年弱運転を行ってきた。現在DTL及びSDTLはほぼ安定に稼働しビーム加速を行っているが、これまでトラブルが皆無だったわけではない。メンテナンス期間中に判明し対策を行ったトラブルもあるが、ビーム加速中に発生したトラブルもある。後者の場合ビーム加速を停止してしまうため、ユーザーへのビーム供給時間を奪い多大な迷惑をかけることになる。本稿では、これまでに起こったトラブルの中からおもにDTL・SDTL空洞本体、及びその付属機器に起因して発生したトラブルについて報告する。
羽島 良一; 西森 信行
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.137 - 139, 2010/03
エネルギー回収型放射光源(ERL)と組合せて設置が可能な、共振器型X線自由電子レーザ(XFEL-O)の発振特性を解析した結果を報告する。XFEL-Oはダイアモンドなどの完全結晶によるBragg反射を共振器として用い、X線レーザを得るものである。従来のXFEL(SASE)とは異なり、時間コヒーレンスに優れたX線パルスの発生が可能である。現在計画中の放射光源に合わせて、5
7GeVの電子ビームエネルギーにおける発振特性を1次元時間依存シミュレーションコードで解析した結果を示す。
島田 太平; 山本 昌亘; 鈴木 寛光; 戸田 信*; 長谷川 豪志*; 大森 千広*; 田村 文彦; Schnase, A.; 原 圭吾*; 野村 昌弘; et al.
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.1080 - 1082, 2010/03
J-PARC 3GeVシンクロトロン高周波加速空胴において、長時間の運転後、金属磁性体を使用したコアの一部が座屈する現象が発生した。その過程と原因を調査するために、大気中においてコアを高周波電流によって励磁し、変形の過程を測定した。その結果とコアの製造過程の関係及びコアの耐久性向上についての考察を報告する。
飯島 北斗; 永井 良治; 西森 信行; 羽島 良一
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.897 - 899, 2010/03
NEA-GaAsフォトカソードからの初期エミッタンス計測に関して報告する。原子力機構では次世代放射光源のために、NEA-GaAsをフォトカソードとした250kV DC電子銃の開発を行ってきた。昨年までに、ビーム計測を目的とした約4mのビームラインの構築を行った。エミッタンスは、ここに設置された幅50
mのスリットとYAGスクリーンを用いたシングル・スリットスキャン法で測定している。カソードはHe-Neレーザー(波長633nm)によって駆動し、空間電荷効果を無視できる電流値1A程度のC.W.ビームを測定している。得られたデータは"self-consistent method"によって解析した。レーザーの半径160m(rms)に対する規格化エミッタンスの値は0.05mm-mradであった。
小栗 英知; 上野 彰; 池上 清*; 滑川 裕矢; 大越 清紀
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.842 - 844, 2010/03
J-PARCで稼動中のLaB
フィラメント駆動型負水素イオン源は、加速器ビームスタディの内容により、高出力(約30mA)と低出力(約5mA)の運転を交互に行っている。運転開始から現在までの約3年の間、イオン源トラブルによる加速器ビーム停止時間は延べで50時間程度であり、イオン源の稼働率は現状、98%以上である。初期のトラブルはおもにフィラメントの不具合によるものであったが、フィラメント構造の改良を重ねた結果、現在では2030時間(うち高出力運転が780時間,低出力運転が250時間)のフィラメント連続使用実績を得ている。また、高出力モード運転時のビーム電流減少率は-0.4mA/dayと低く、イオン源オペレータによるビーム電流調整操作は1日1回程度である。本イオン源は、長時間フルスペック運転の実証など幾つかの課題がまだ存在するが、おおむね実用機として十分なビーム性能と信頼性を有していると言える。
吉本 政弘; 田村 文彦; 山本 昌亘; 吉井 正人*; 大森 千広*; 林 直樹; 川瀬 雅人; 渡邉 和彦*; 吉川 宗良*
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.737 - 740, 2010/03
コンピュータートモグラフィーのアルゴリズムを用いた2次元分布の画像再構成は、加速器分野においても縦方向位相空間の2次元ビームプロファイルを得るための非常に有効な測定ツールとして用いられている。J-PARC RCS/MRでは重畳積分逆投影法を用いた非常にシンプルな2次元プロファイル再構成ツールを開発した。シンクロトロン振動1周期の間に生じるビームプロファイルの変化が小さいとすると、1次元のビームバンチ分布の測定データから位相空間の2次元プロファイルを容易に再構成することができる。
宮脇 信正; 奥村 進; 倉島 俊; 柏木 啓次; 吉田 健一; 百合 庸介; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 石堀 郁夫; 奈良 孝幸; et al.
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.183 - 185, 2010/03
JAEA AVFサイクロトロンの中心領域において、3つの加速モード(H=1, 2, 3)に対するビーム位相(BP)について検証した。実験により、BPと位相制限スリット(PDS)によって決まるビーム軌道の動径方向の変位との関係と、バンチャーシステム(BB)によってシフトされる初期位相との関係を明らかにした。H=1の場合、それらの間に相関が観察されたが、H=2の場合には何も見られなかった。H=3の場合には、BPにおけるビーム強度のみにそれらのパラメータとの相関が見られた。このようなHに依存するBPの特性の違いを考慮してサイクロトロンの入射系と中心領域を最適化することにより、高品位ビームを高い透過効率で加速することが可能となる。
森下 卓俊; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 内藤 富士雄*; 吉岡 正和*; 松本 浩*; 堀 洋一郎*; 川又 弘史*; 齊藤 芳男*; 馬場 斉*; et al.
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.1047 - 1049, 2010/03
J-PARCリニアックでは、RFQ(全長3.1m,4vane型,運転周波数324MHz)を使用してイオン源からの負水素イオンビームを50keVから3MeVへ加速し、DTLへ入射している。リニアックでは2006年11月にビーム調整運転を開始し、2007年9月には後段の加速器であるRCSにビーム供給を開始した。2008年秋の運転中、RFQでのトリップ回数が増加し、安定性が低下する事象が発生した。この事態を受けて、バックアップRFQの製作に着手している。バックアップ機の製作において、ユーザーへのビーム供用が開始されたJ-PARCでの運転を念頭に置き、空洞の安定性に主眼を置いた設計方針を基本としている。本発表では、安定性向上のための工学設計に関する試験結果及び設計進捗状況について報告する。
森下 卓俊; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 内藤 富士雄*; 松本 浩*; 堀 洋一郎*
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.1050 - 1052, 2010/03
J-PARCリニアックでは、RFQ(全長3.1m,4vane型,運転周波数324MHz)を使用してイオン源からの負水素イオンビームを50keVから3MeVへ加速し、DTLへ入射している。2009年6月より本格的にJ-PARCにおけるビーム供用が開始された。2008年秋の運転中、RFQでのトリップ回数が増加し、安定性が低下する事象が発生した。そこで、現在使用しているRFQのバックアップ機として、RFQを新規に製作することとした。本発表では、3次元電磁界シミュレーションを用いたRFQにおける高周波設計検討結果について報告する。
長谷川 和男; 森下 卓俊; 近藤 恭弘; 小栗 英知; 小林 鉄也; 内藤 富士雄*; 吉岡 正和*; 松本 浩*; 川又 弘史*; 堀 洋一郎*; et al.
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.693 - 695, 2010/03
J-PARCリニアックでは、RFQ(全長3.1m,4vane型,運転周波数324MHz)を使用してイオン源からの負水素イオンビームを50keVから3MeVへ加速し、DTLへ入射している。リニアックは2006年11月にビーム試験を開始し、2007年9月には後段の加速器である3GeVシンクロトロンにビーム供給を開始するなど、順調に推移してきたが、2008年秋の運転からRFQでのトリップ回数が増加し、安定性が低下する事象が発生した。これを受けて、継続したコンディショニングによる状態の回復を試みると同時に、RF制御の改善,真空ポンプ増強,イオン源運転パラメータの変更などの改善に努め、ビーム運転を継続するまでに回復した。本発表では、こうしたJ-PARC-RFQの状況と改善点について報告する。
佐藤 進; 三浦 昭彦; 五十嵐 前衛*; 池上 雅紀*; 上野 彰; 佐甲 博之; 森下 卓俊; 吉川 博; 長谷川 和男; 小林 鉄也
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.298 - 300, 2010/03
J-PARCでは、数百マイクロ秒の幅を持ったマクロパルスを、MEBTにおいて1MHz程度のRFチョッパーを用いることにより、中間バンチ構造を形成させて、下流のDTL加速空洞に入射する。ビームの蹴り残しは、チョッパーより下流に設置されたワイヤースキャナーからの信号を、直後におかれたプリアンプで増幅することにより、測定した。その結果を報告する。
高橋 博樹; 小島 敏行; 榊 泰直; 前原 直
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.490 - 492, 2010/03
国際核融合材料照射施設(IFMIF)に関する工学実証及び工学設計活動(EVEDA)加速器は、9MeV/125mAのCW D
ビームを生成する。大強度でDを加速することから、ビームロスによる放射化が大きな課題であり、この放射化を十分考慮し、信号伝送路の2重化などにより高い信頼性を確保したPersonnel Protection System (PPS)、数10secでインターロック信号を伝送しビームを高速で停止させるMachine Protection System(MPS)、コミッショニングにおける放射化を最小限にするパルス運転と最終的なCW運転の異なる2種類の運転を実現するTiming System(TS)などで構成される制御系の開発を進めている。本発表では、IFMIF/EVEDA加速器制御系の概要と、2010年1月からEUでの実施が予定されている、制御系と加速器サブシステムとの動作試験に向けた制御系の開発状況について報告する。
近藤 恭弘; 長谷川 和男; 森下 卓俊; 内藤 富士雄*
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.1038 - 1040, 2010/03
J-PARCでは、大強度での安定運転にむけて、現行RFQを置き換えるRFQを製作中である。このRFQの諸元は、現在運転中のものと同様で、周波数324MHz,入射エネルギー50keV,出射エネルギー3MeV,ビーム電流30mA,高周波デューティー3%である。しかしながら、放電の原因となりうる
モード安定化ループに代わり、端版の4本のロッドで2重極モードの周波数を調整するダイポール安定化ロッドを採用し、また、接合方法にロー付けを採用するなど、信頼性向上のための改良が施される。高周波電力を投入するための結合器(カップラ)についても、構造の単純化のために、従来の2本フィードから1本フィードに変更するべく検討中である。最大投入電力は、400kW強,デューティー3%である。本稿では、J-PARCの新RFQ用のRFカップラに関して、その電磁気的設計に関して述べる。
三浦 昭彦; 佐藤 進; 佐甲 博之; 吉川 博; 長谷川 和男; 五十嵐 前衛*; 池上 雅紀*
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.733 - 735, 2010/03
J-PARC線形加速器(リニアック)は、現在181MeVのビームエネルギーにて運転を行っているが、より高エネルギーの粒子を下流のシンクロトロンに入射するため、平成20年度末より、ACS加速空洞の増強を行う計画が開始した。これに伴い、ACS加速空洞におけるビームコミッショニングを行うためのモニター類の設計を開始し、製作を進めている。本稿では、ビームコミッショニングに用いられるモニター類について紹介するとともに、ACS加速区間におけるモニターシステムの設計について言及する。また、縦方向のミスマッチを診断するための縦方向プロファイルモニターの導入について紹介する。
佐甲 博之; 池上 雅紀*
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.217 - 219, 2010/03
J-PARCリニアックでの最大ビームロスが第一アーク部の第一偏向磁石のH
ビーム偏向方向と反対側で観測された。このロスの発生源の有力候補はLEBTでイオン化したHであったが、実際HはMEBT1においてステアリング磁石でHと分離されワイヤスキャナーモニターで測定された。このHはMEBT1の偏向磁石とステアリング磁石によりHと分離され、ビームチョッパー用のスクレーパーで除去された。この方法により、チョッピング性能は以前と同じ水準を保ちながら、ビームロスと残留放射能を格段に減少させることができた。
鈴木 浩幸; 小林 鉄也; 平野 耕一郎; 内藤 富士雄*
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.1074 - 1076, 2010/03
J-PARC linacは、エネルギー増強計画のため、ACS加速管の開発及び試験を行ってきた。そこで使用されているチューナーコントローラは、SDTLやDTLなどで開発されたものを流用している。しかしながら近年、製作費の低減及び性能の改善要望から、既存のチューナーではノイズによるポジション位置のチラツキ、制御方式がパルス制御ではないために起こる精度(
10m)の限界などの理由から、新たに開発した場合の方が低価格で高性能なコントローラが製作できると考え、チューナーコントローラの試作機の開発を行った。それにより、高精度な制御精度(5m)が得られ、ノイズが原因のポジション位置のチラツキもなくなり、なおかつ製作コストも従来の1/2以下にできたのでそれらについて詳しく報告する。
滑川 裕矢; 上野 彰; 大越 清紀; 小栗 英知; 池上 清*
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.845 - 847, 2010/03
現在J-PARCで稼動中の負水素イオン源は、セシウム不使用状態にて最大ビーム電流38mAを得ている。この性能は、J-PARC当初目標であるビームパワー0.6MW実現のための要求値を満たしているが、最終目標1MWの実現に必要な60mAには及んでいない。そこでJ-PARCでは、現行機のビーム大強度化実験を継続するとともに、これと並行して現行機のバックアップ機を用いてセシウム添加実験にも着手した。タングステンフィラメントによる実験にて目下、アークパワー15kWでビーム電流70mAを得ており、このような低パワーで大電流ビームを引き出せたことはセシウム添加型イオン源の課題であるセシウム導入量の低減化につながると期待できる。今後、フィラメントの種類や形状、プラズマ生成室内各部の温度制御を含めたセシウム添加方法、及びプラズマ閉じ込め磁場等の最適化実験を行い、セシウム添加型イオン源の実用性を検証する。
小島 敏行; 高橋 博樹; 榊 泰直; 前原 直
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.487 - 489, 2010/03
国際核融合材料照射施設に関する工学実証及び工学設計活動(IFMIF/EVEDA)におけるプロトタイプ加速器は、入射器(出力100keV),RFQ(出力5MeV),初段の超伝導ライナック(出力9MeV)からなり、加速器の定常運転を実証するため、9MeV/125mAと大強度のCW Dビームを生成することが要求されている。Dを加速した場合、中性子発生による放射化が大きな課題であり、Personnel Protection System(PPS)として高い信頼性が求められる。IFMIF/EVEDAでのPPS開発は、これまでに開発と運用実績のあるJ-PARCのものをベースとし、各装置や機器とのインターロック信号は、LAN等の通信手段の経路を介さずに、独立した2系統のハードワイヤードによる信号経路での取合いを基本として構成する。さらに中枢となるプログラマブルロジックコントローラー(PLC)として欧州標準汎用品であるシーメンス社製SIMATICを採用して開発を行う。本発表では、IFMIF/EVEDA加速器PPSの設計方針を中心に報告する。
神藤 勝啓; Vermare, C.*; 浅原 浩雄; 杉本 昌義; Garin, P.*; 前原 直; 高橋 博樹; 榊 泰直; 小島 敏行; 大平 茂; et al.
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.668 - 670, 2010/03
国際核融合材料照射施設(IFMIF)に関する工学実証及び工学設計活動(EVEDA)における原型加速器の2008年度の進捗について報告する。原型加速器のすべての加速器機器は、それぞれ設計が始まり、製作や個別試験についての計画を策定し、設計パラメータを決めてきた。個々の機器の進捗を分析し、IFMIF加速器の工学実証の計画を検討した結果、事業期間を2014年まで延長することが提案され、BA運営委員会で承認された。本発表では、各加速器機器の設計状況、欧州と日本が担当している加速器機器群と、日本が担当している六ヶ所村のIFMIF/EVEDA開発試験棟建屋のインターフェイスや現在までに提案されている工学実証試験での運転計画を報告する。
