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永井 良治; 西森 信行; 沢村 勝; 菊澤 信宏; 杉本 昌義; 峰原 英介
Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.192 - 193, 1997/00
原研では15MeVの超伝導リニアックを用いて、遠赤線領域での自由電子レーザーの発振実験を行っている。この実験には電子ビームの高い安定度が必要である。十分な安定度を持ったビームを加速するためには、電子銃から安定したタイミングで電子ビームを引き出すことが必要である。この電子銃は、グリッドパルサーによって、10.4125MH
、4nsに切られた電子ビームが1msのマクロパルスの間、一定の間隔で出されるよう設計されている。そこで、電子銃から引き出された電子ビームのミクロパルスの繰り返し間隔がマクロパルス内でどの程度変動しているかを、加速器の基準高周波信号と電子ビームの信号との位相差を検出することによって測定したので、その結果について報告する。
竹内 末広
Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.311 - 313, 1997/00
原研タンデムブースターは最適入射速度が0.1cの1/4波長型超電導加速空洞を40台用いた独立位相可変型リニアックで、入射速度の下限は0.05cである(c=光度)。0.05c付近の低速領域では空洞の中で加速のみならず減速をも受けるため、速度変化を考慮して通過時間因子=0付近(0.05c付近)でのエネルギー利得、速度増分を計算した結果、同期位相を変えることによって加速と減速が反転する入射速度が変化することがわかった。これを利用すると通過時間因子が負の低速領域なら通過時間因子=0の線を越えて通過時間因子が正の通常加速範囲まで加速が可能であることを示した。ただし、加速効率は極めて低い。加速効率は加速電界に比例するため、加速電界をできるだけ高く(5MV/m以上)する必要がある。計算では塩素イオン(Cl
)を用いた。
須永 博美; 岡田 漱平; 金子 広久; 滝沢 春喜; 河裾 厚男; 佐野 肇*; 四本 圭一
Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.98 - 100, 1997/00
原研において検討を進めているポジトロン利用研究施設(通称ポジトロンファクトリー、POF)の設置に向けて、平成8年度に実施した「概念検討」の結果を報告する。「概念検討」においては(1)高出力電子リニアック及び電子ビームライン、(2)ターゲット系及び陽電子ビームライン、(3)建家について、検討を行った。(1)については入射系の方式、レギュラ管の方式、熱解析と結果に対する対策、ビームの不安定性についての検討結果、RF系の概要等について述べる。(2)については、電子-陽電子コンバータ、モデレータ、ターゲット局所遮蔽、低速陽電子ビーム輸送ライン及び陽電子ビーム加工装置等についての検討結果を述べる。また建家については、基本設計とも言える検討結果の概要について述べる。
菊澤 信宏; 永井 良治; 沢村 勝; 西森 信行; 峰原 英介
Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.194 - 195, 1997/00
原研自由電子レーザー用超伝導加速器の冷却系に、小型の冷凍機をクライオスタットに組み込んで使用している。超伝導加速器を安定して運転するためには、クライオスタット内部の圧力を一定に保つ必要がある。このため、ヒータ出力をPIDループ制御することにより、圧力調節を行った。この結果、運転開始時や運転中の圧力変動を
200Pa(0.112気圧)以下に抑えることができた。また、ヒータ出力をモニタすることにより、冷凍機の冷却能力や超伝導空洞の状態を知ることができる。
峰原 英介; 田中 英一*; 杉本 昌義; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行
Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.343 - 344, 1997/00
原研FEL施設のX線及び
線レベルを根本的に下げるために、原研超伝導線加速器(リニアック)のビームラインに沿って分布させたビーム電流の損失モニタを開発した。実験的かつ予備的な結果は原研自由電子レーザー実験室の放射線レベルを数分の1から数十分の1減少させることを示した。ビーム電流の損失モニタとして用いた検出器は浜松ホトニクス社製PINホトダイオードとチャージセンシティブアンプを放射線計測に応用したものである。この検出器にBGOやCsLシンチレーターを組み合わせて高いエネルギーのホトンを計測することもできるが、このシステムの主な検出対象は空洞やダクト等のKX線であるので必ずしもシンチレーターは必要ではない。そのシステムの検出器と監視方法に関する設定についても議論する。
峰原 英介; 杉本 昌義; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行; 田中 英一*
Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.31 - 32, 1997/00
原研自由電子レーザー用超伝導リニアックは、中性子発生を少なくするために14~18MeVの電子エネルギーでの加速を行っている。通過率は主加速器及びアンジュレータでそれぞれ概略100%を得た。損失ビームの低減と逆流ビームの影響を低くするため、また、管理区域境界での放射線レベルを低減するため、ロスモニタによる最適化を行った。昨年より電子銃(パルス電流、幅、加速電圧)及び高周波電源(位相振幅)の1ms長時間安定性を確保するために種々の改善を行った。現在、エネルギー分解能は前段及び主加速器直後でそれぞれ
3%と0.5%である。ストリークカメラによる時間巾の計測を行ったところアンジュレータ中心で20psであった。尖頭電流値は20~10Aが得られた。冷凍機系は昨年と同様に連続無故障運転中である。このため加速器はほぼ停電、故障等を除いて定常的に運転され、発振及び調整実験に使用されている。昨年度末に、間欠的な発振が確認された。システムの改善後に、より安定な大強度の発振実験を試みる予定である。
西森 信行; 永井 良治; 沢村 勝; 菊澤 信宏; 峰原 英介; 杉本 昌義
Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.341 - 342, 1997/00
電子銃のグリッドパルサーの改善により、これまでダブルパルスであったミクロパルスがシングルパルスとなり、電子ビームのミクロパルス幅も4~5nsと設計時の性能にほぼ戻った。マクロパルスも1ms程度の間でほぼ、フラットな電流値が得られている。これを踏まえ、以前に得られていた電子ビームの諸特性であるエネルギー分解能、ミクロパルス幅、電流値の再測定を進めている。今回の測定で50
sのマクロパルス幅でエネルギー分解能1.2%以下、尖頭電流値2~3Aが得られた。また、ミクロパルス幅の測定ポートを増設し、同時に2ヶ所で測定できるように準備を進めている。
本田 陽一郎*; 長谷川 和男; 大内 伸夫; 草野 譲一; 水本 元治
Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.314 - 316, 1997/00
「中性子科学研究計画」では、エネルギー100~1500MeVの超伝導陽子リニアックの適用が検討されている。本報告では、ビーム軌道計算コードを使用した概念設計検討について報告する。この加速器はある一定エネルギー区間を同じ形状の空洞で加速することを前提にしており、同じ空洞を適用するエネルギー区分、適用する空洞長、エネルギーゲインの分配、加速器長の積算、RF壁ロスの見積収束系の構成について検討を行った。ビームシミュレーションによる評価を行うとともに、今後の課題をまとめる。
伊野 浩史*; 千代 悦司*; 大内 伸夫; 水本 元治; 壁谷 善三郎*
Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.305 - 307, 1997/00
原研中性子科学研究計画の一環として開発が進められている大強度陽子加速器では、その低エネルギー加速部(2~100MeV)の加速構造としてDTL(drift-tube linac)を採用することを検討している。本報告では、まずDTLの加速効率、ビームの質、及び発熱の観点から設計した現在のパラメータについて説明した。次に、このパラメータをもとにビーム・シミュレーションを行い、現在の設計がビームのエミッタンスをほとんど悪化させないことを確認した。更に、これらの検討結果をもとに1/3サイズのコールドモデル(エネルギー2~10MeV)を製作して電磁場測定を行い、ポストカプラーを3セルに1本ずつ左右交互に挿入することによって電場が安定化されることを確認した。
大内 伸夫; 草野 譲一; 野口 修一*; 斎藤 健治*; 井上 均*; 小野 正明*; 宍戸 寿郎*; 水本 元治; B.Fechner*; 椋木 健*; et al.
Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.167 - 169, 1997/00
原研では、中性子科学研究計画の一環として超電導陽子加速器の開発をKEKと共同で行っている。その第一ステップとして、
(粒子速度と光速との比)~0.5の超伝導単セル空洞の試作及び試験を原研・KEKの双方で行った。原研では、周波数600MHz、=0.5の空洞を試作した。表面処理としてバレル研磨と電解研磨を行い、原研の高圧水洗浄装置で洗浄を行った後に試験を行った。その結果、温度4.2Kで最大表面電界20MV/m、2.1Kで26.6MV/mを達成した。KEKでは、周波数1.3GHz、=0.45の空洞を試作した。表面処理としてバレル研磨、化学研磨、電解研磨を行い、高圧水洗浄後に試験を行った。その結果、温度1.9Kにおいて最大表面電界52.8MV/mを達成した。いずれも、目標値16MV/mを十分に満足している。
小栗 英知; 金正 倫計; 大内 伸夫; 長谷川 和男; 草野 譲一; 水本 元治; 奥村 義和; 戸内 豊*
Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.308 - 310, 1997/00
原研で提案している中性子科学研究計画に使用する大強度陽子加速器は、ビームエネルギー1.5GeV、ビームパワー8MWを想定しており、現存する加速器の性能をはるかに上回る。そのため原研では現在、大強度陽子加速器の入射部に相当する水素イオン源とRFQを製作してビーム加速試験を行い、加速器建設のための要素技術開発を実施している。現在のRFQの性能は、出力ピーク電流80mA、デューティー8%であり、両者とも設計値の8割程度である。今回、さらに電流値を上げるための手掛かりを検討するために、CTをRFQ入口に設置してRFQ入射ビーム電流を測定し、LEBT,RFQのビーム透過率の評価を行った。その結果、イオン源出力ビームのエミッタンスの改良によって電流が増加する見込みを得た。また原研では、今年度より負水素イオン源のビーム試験を開始しており、現状では、入力アークパワー18kWに対し、5.5mAの負イオンビームを得ている。
沢村 勝; 菊澤 信宏; 永井 良治; 西森 信行; 杉本 昌義; 峰原 英介
Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.170 - 171, 1997/00
原研自由電子レーザー用超伝導加速器の高周波系は、パルス幅3ms、繰返し10Hzで運転されている。そのうち電子ビームは最大1msのパルス幅で加速できる。しかし、パルス幅が長くなるとエネルギー分解能が悪くなり、180度偏向磁石系以降でビーム損失が多くなる。これは超伝導加速器を含めた高周波系の時定数が長いため、ビームロードによる変化に追いつけないためである。そこで新たに高周波系にフィードフォワード回路を導入した。この回路は、空洞のパルス波形を見る測定部、その波形を一定に保つような高周波制御回路用の制御信号を作り出す任意波形発生部またその制御信号を最適化する計算部で構成されている。この回路により振幅と位相のフィードバックで補えない部分を補正することができた。これにより長いパルスでのビームの透過がよくなり、400s以上の長いパルスの加速を安定に行うことができた。
M.Chernogubovsky*
Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.164 - 166, 1997/00
リニアックに過渡的なビーム負荷が加わる際のビーム励起について解析した。選択的方向性結合を利用する効果的なRF制御法及びそれに必要な制御信号の合成について考察した。加速構造の微小な同調特性やRFの整合特性にすぐれたRFシステムが保持すべき性質を述べるとともに制御信号の最適化について言及する。
杉本 昌義; 金正 倫計; M.Chernogubovsky*; 川合 将義*; 北條 義文*
Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.101 - 103, 1997/00
IFMIFの概念設計活動は昨年12月に最終報告書を完成し終了した。今年から数年間は工学実証にはいる前に概念設計の詳細化という観点からIFMIF加速器特有の技術課題を再検討していくことになった。これを受けて去る5月にはRFQのビーケムダイナミクスを中心とした技術会合が開催された。この内容を含め、加速器技術に関する課題の現状を報告する。