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岩元 洋介; Ronningen, R. M.*; 仁井田 浩二*
Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.1683 - 1685, 2009/05
粒子・重イオン輸送計算コード(PHITS)は、おもに100MeV/uを超える高エネルギー重イオン加速器施設での中性子線量を計算することに使用されている。しかしながら、10MeV/u付近の低エネルギー重イオン施設での中性子生成と線量レベルの予測にも望まれるが、そのような低エネルギー領域でのPHITSの信頼性はまだ調べられていない。この研究では、10MeV/uの
Cと
Oイオン入射による炭素と銅から生成する中性子エネルギースペクトルを、量子分子動力学(QMD)と蒸発モデル(GEM)を用いて計算を行った。特に、QMD計算が終了しGEMモデルへ計算が移行する時間、"switching time"の影響について調べた。その結果、100fm/cのswitching timeを用いて得た中性子エネルギースペクトルは実験データとよく一致する。また、Ohnesorge等の3-16MeV/uのC, O, 
Neビーム入射反応を用いた中性子線量率の測定結果との比較を行うために、鉄,ニッケル,銅ターゲットを用いて、ターゲットから1m離れた、ビーム軸に対して90度方向の位置での中性子線量率の計算を行った。計算結果は実験結果をよく再現することがわかった。
百合 庸介; 石坂 知久; 湯山 貴裕; 奥村 進; 石堀 郁夫; 横田 渉; 渡辺 伸一*; 久保野 茂*; 大城 幸光*
Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.3895 - 3897, 2009/05
It is possible to fold the tails of the transverse beam profile into the inside, or even to uniformize the beam distribution in the properly-designed nonlinear beam transport system. A two-dimensionally uniform beam profile was formed using sextupole and octupole magnets at the azimuthally-varying-field cyclotron facility of Japan Atomic Energy Agency. Such a uniform beam enables us to perform uniform irradiation over the whole area of a large sample at a constant particle fluence rate, unlike the raster scanning system. Uniformization of heavy-ion beams as well as protons has been performed for the application of materials sciences. In order to reduce undesirable beam halos at the target, tail-folding of the spot heavy-ion beam is also planned using the nonlinear focusing method.
Schnase, A.; 田村 文彦; 山本 昌亘; 野村 昌弘; 長谷川 豪志; 島田 太平; 鈴木 寛光; 大森 千広*; 吉井 正人*; 絵面 栄二*; et al.
Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.1988 - 1990, 2009/05
The J-PARC Rapid Cycling Synchrotron (RCS) uses broadband magnetic alloy loaded cavities to create the acceleration voltages needed for rapid cycling at 25 Hz rate. Besides the desired second harmonic of the acceleration frequency, which is employed in the painting process of RCS injection, also unwanted harmonics can be found at the acceleration gaps of the cavities. Here, the effect of the vector sums of undesired harmonics during the acceleration process is estimated.
菖蒲田 義博; Chin, Y. H.*; 外山 毅*; 池上 雅紀*
Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.4701 - 4703, 2009/05
J-PARCにおける3GeV RCSの支配的なインピーダンス源はキッカーである。これは、ビーム強度を上げるうえで有意な制限を与えると考えられてきた。最近、3GeV RCSで300kwのビームオペレーションがビームが不安定になることなく達成された。ここでは、空間電荷効果によるビームの安定化について議論する。
田村 文彦; 山本 昌亘; 吉井 正人*; 大森 千広*; 野村 昌弘; Schnase, A.; 戸田 信*; 鈴木 寛光; 島田 太平; 原 圭吾*; et al.
Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.1445 - 1447, 2009/05
J-PARC RCSではスペースチャージチューンシフトを軽減するようバンチングファクターを増大するため、モーメンタムオフセット入射及び二倍高調波の縦方向ペインティング手法を採用している。MA空胴でのデュアルハーモニック運転により、大振幅の二倍高調波を追加空胴なしに発生することができる。縦方向ペインティングの結果及び、高いビームパワーでのビームのふるまいについて発表する。
高柳 智弘; 植野 智晶; 富樫 智人; 原田 寛之*; Saha, P. K.; 發知 英明; 金正 倫計; 神谷 潤一郎; 渡辺 真朗; 吉本 政弘; et al.
Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.1507 - 1509, 2009/05
水平シフトバンプ電磁石は4台が直列に接続され1台の電源で励磁する。この水平シフトバンプ電磁石はビーム入射のためのバンプ軌道を生成するが、4台全体の積分磁場は、近傍のQ電磁石との磁場干渉によりゼロとならない。電源による調整ができないため、薄い絶縁板を用いて電磁石のギャップ調整を行い積分磁場をゼロになるように調整した。その結果、バンプ電磁石磁場の歪みに起因するビーム偏向は1mm以下となり要求を満足することができた。また、ペイント軌道を生成する水平ペイントバンプ電磁石は、各々が1台の電源で接続されている。そのため各電源で調整が可能であり、ビームプロファイルで確認しながら励磁量の調整を行った。その結果、要求された精度でバンプ軌道を生成できることを確認した。
高柳 智弘; 植野 智晶; 富樫 智人; 金正 倫計; 神谷 潤一郎; 渡辺 真朗; 吉本 政弘; 入江 吉郎*
Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.1742 - 1744, 2009/05
入射バンプシステムのスイッチング電源は、IGBTを用いた多重回路で構成されている。水平シフトバンプ電源は、3300V-1200A-6kHzの素子でアセンブリを形成し、チョッパのスイッチング周波数を48kHzとして1%以下のトラッキング精度を達成する。ビームコミッショニング試験の期間中、25Hzの連続試験を3週間実施し、設定値に対する偏差が1%以下で安定することを確認した。また、磁場のFFT解析の結果、チョッパのスイッチング周波数48kHzのピークが観察されている。
Saha, P. K.; 發知 英明; 山本 風海; 吉本 政弘; 林 直樹; 入江 吉郎*; 外山 毅*
Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.1442 - 1444, 2009/05
The beam loss issues at the RCS of J-PARC connected to the nuclear scattering together with multiple Coulomb scattering at the charge-exchange foil during the multi-turn injection has been studied in detail. Recently, some experimental data related to such issues have been taken and thus a comparison of the measured beam loss to the estimated one is reported in this paper. When beam losses from such sources are unavoidable, a realistic estimation through simulation and thus a proper strategy can help for a smooth progress in the beam commissioning of RCS and moreover for a fair upgrade of the RCS injection with 400 MeV.
小林 鉄也; 鈴木 浩幸; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 道園 真一郎*; Fang, Z.*
Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.2213 - 2215, 2009/05
J-PARCリニアックの低電力高周波制御では、空洞に電力を入れ始める際に、空洞チューナー(共振周波数)の自動制御を行っている。このチューナー制御に代わって新たに、空洞入力の周波数を離調度に合わせて変調させる方式をデジタルLLRF制御システムに導入する。その方法として、出力制御するIQ変調器で位相を回転させることで周波数変調を行う。離調度は、RFパルス後の空洞減衰時(自由振動時)の位相変化を測定することで求められ、それにより、FPGAとDSPでI/Q変調器の位相回転を自動制御する。この方式の導入においてはハードウェアの変更を全く必要とせず、チューナー製造におけるコストダウンもしくは耐久性の向上が期待される。
道園 真一郎*; Fang, Z.*; 松本 利広*; 山口 誠哉*; 小林 鉄也; 岡田 喜仁*
Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.2201 - 2203, 2009/05
J-PARCリニアックでは972MHzのRFシステムによる400MeVエネルギーへの増強の計画が進められている。その加速電界の安定性は振幅,位相それぞれ
1%, 1度以内が要求されている。デジタルLLRFの基本コンセプトは現在の324MHzのシステムと同じでコンパクトPCI筐体を用いる。大きな違いは、RF信号/クロック信号発生器(RF&CLKボード),ミキサー及びIQ変調器(IQ&mixerボード)、そしてデジタル制御のアルゴリズムである。現在の324MHzの空洞に比べ、高い周波数により減衰時間が速くなるため、チョップドビーム負荷補償が大きな開発要素の一つである。この報告では972MHzデジタルフィードバックシステムの特徴や性能について、模擬空洞を用いた評価結果をまとめた。
榊 泰直; 堀 利彦; 西内 満美子; Bolton, P.; 大道 博行; 河西 俊一; Sutherland, K.*; 想田 光*; 野田 章*; 井関 康*; et al.
Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.1309 - 1311, 2009/05
レーザー駆動型イオン加速の研究が進むにつれて、レーザー駆動型小型粒子線治療器の現実性が出てきた。そこで、日本原子力研究開発機構の光医療研究連携センター(PMRC)では、レーザー駆動型イオン治療器の開発を挑戦的に行うために創立された。PMRCは、最近のレーザー加速の現状を踏まえた治療器の設計を進めている。今回は、汎用粒子線加速器設計コードPARMILAを用いた粒子線治療用ガントリーを設計したので報告する。
吉本 政弘; 田村 文彦; 山本 昌亘; 吉井 正人*; 林 直樹; 川瀬 雅人; 渡邉 和彦*; 吉川 宗良*
Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.3358 - 3360, 2009/05
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、医学分野だけでなく広い範囲に応用されている。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、ウォールカレントモニターから得られた1ターンごとの1次元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。
佐藤 進; 三浦 昭彦; 富澤 哲男; 佐甲 博之; 森下 卓俊; 上野 彰; 長谷川 和男; 吉川 博; 五十嵐 前衛*; 池上 雅紀*
Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.3591 - 3593, 2009/05
In J-PARC LINAC, about a hundred of beam position monitors (BPM's) with stripline electrodes are being operated. Signals from striplines would be useful also for beam phase measurement, for which we are currently using fast current transformer monitors (FCT's), and then we are taking a study for such usages. In this paper, current situation of our studies both with the test bench and with the negative H beam is presented.
