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高橋 博樹; 川瀬 雅人; 榊 泰直; 吉川 博; 石山 達也*; 伊藤 雄一; 加藤 裕子; 杉本 誠*; 鈴木 隆洋*
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.442 - 444, 2006/08
J-PARC 3GeV RCSは、高い周波数(25Hz)で連続的にMLFとMRの両施設には、それぞれ異なるパラメータのビームを入射する。また、一般的な加速器同様に、パラメータの調整等がビームを停止することなく連続運転中に行われることも考えられるため、操作によるビームロスを可能な限り低減することも必要である。そのため、いずれの施設に送るビームかを正確に区別した監視・操作を行うという、他に類をみない機能を有するRCS制御システムの開発が必須である。本報告では、要求機能の一つである「複数台のパターン電源出力波形の同時・同期変更」を、タイミングシステムとその情報を利用して実現する、3GeV RCS制御システムの同時・同期操作について述べる。
菊澤 信宏
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.768 - 770, 2006/00
原子力機構ERL-FELでは、4台の超伝導加速器のそれぞれに冷却系に小型ヘリウム冷凍機を組み込んだ無蒸発型冷却方式を開発した。この冷却方式は運転員が常駐する必要がないという利点がある反面、故障時には冷凍機の交換で対応する必要があり、その間は液体ヘリウムが蒸発するため、短時間で復旧させなければならないという欠点がある。2000年以前は冷凍機の故障回避を目的として施設の計画停電にあわせて1年に1度の定期保守点検を行っていたが、保守コスト削減のため2000年以降は故障時の緊急保守へと対応を変えた。加速器施設の利用などを考えると定期保守で対応することが望ましいが、適正な定期保守を行うためには装置に関する故障率などに関するデータが必要である。しかし大量生産品ではない場合には信頼できるデータが得られない。本研究では、統計的に少ないデータから推定できるベイズ推定を適用し、過去の故障記録から冷凍機の故障率を求めた。
永井 良治; 羽島 良一; 西森 信行; 沢村 勝; 菊澤 信宏; 飯島 北斗; 西谷 智博; 峰原 英介
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.514 - 516, 2006/00
原子力機構では高出力自由電子レーザー(FEL)のためのエネルギー回収型リニアック(ERL)の開発を行っている。ERLの最大の利点は加速器の高周波源の容量を超えるビーム電流を加速できることにある。ミクロパルス繰返しを二倍にし、加速電流を二倍にするために、電子銃,入射器の高周波源,ローレベル高周波制御装置,加速器制御システムの改良を行ってきた。この結果、高周波源の容量を超える電流である10mAの加速に成功しFEL出力としては0.7kWを得ることができた。
永井 良治; 飯島 北斗; 西谷 智博; 羽島 良一; 西森 信行; 沢村 勝; 菊澤 信宏; 峰原 英介
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.559 - 561, 2006/00
原子力機構では次世代放射光源のためのNEA-GaAsを光陰極とした電子銃の実証試験を進めている。NEA-GaAs陰極の調整,運用には非常に高い真空度が求められる。この真空度を容易に達成し、陰極の試験を潤滑に進めていくためにロードロック型の電子銃を開発している。このための真空チャンバについての設計・検討を行った。また、検討の結果を裏付けるためのポンプの試験及び加速管からのガス放出速度の測定を行っている。
永井 良治; 沢村 勝; 羽島 良一; 西森 信行; 菊澤 信宏; 飯島 北斗; 西谷 智博; 峰原 英介
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.838 - 840, 2006/00
原子力機構ではエネルギー回収型リニアック(ERL)をベースとした自由電子レーザー(FEL)や次世代放射光源の開発を行っている。これら実現のためには加速電場の非常に高い安定性が求められており、ローレベルRF制御装置の改良を行ってきた。このローレベルRF制御装置の評価のために、位相安定度の計測を行った。その結果、さまざまな負荷に対して0.01deg-rms程度の安定度を実現できていることがわかった。
飯島 北斗; 西谷 智博; 永井 良治; 羽島 良一; 峰原 英介
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.529 - 531, 2006/00
現在われわれが推し進めているエネルギー回収型の加速器を利用した次世代光量子源では、大電流電子ビームの加速(100mA, 5
6GeV),低エミッタンスビーム(0.1mm
mrad)によるコヒーレントX線の発生,フェムト秒科学への利用のために極短電子バンチ(100fs)の発生を行う。この3つの性能を達成するための重要な要素の1つに電子銃がある。大電流と低エミッタンスを実現するカソードとしては負電子親和力(NEA)表面のGaAsカソードが存在するが、大電流を引き出すためには超格子構造にする必要がある。また、量子効率と寿命を保持するために電子銃の真空を
Torr程度にする必要などがある。現在、このカソードが実機で必要な性能を出せることを実証するために電子銃のテストベンチを構築している。この電子銃はこれまでわれわれが開発してきたJAEA ERL-FEL加速器の電子銃をもとに熱カソードからNEA-GaAsフォトカソードに変えて設計を行った。高圧印加に関しては、SF6ガスを充填したタンク内に高圧部を収納する形式を取っている。カソードはロードロック方式で電子銃と一体化した真空槽内でNEA表面に仕上げたGaAsを導く方式を取っている。
飯島 北斗; 永井 良治; 羽島 良一; 峰原 英介
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.738 - 740, 2006/00
これまでわれわれのグループはエネルギー回収型超伝導加速器(ERL)を用いた中赤外超短パルス高出力FELの開発を進めてきた。この加速器から発振される波長約20
mのチャープされたFELは、例えば多原子分子の解離などに応用した場合、現状の技術よりも飛躍的に高い解離効率が期待される。これまでの研究で、波長23.3m,パルス幅319fs(FWHM),チャープ量
=14.3%のFEL発振に成功し、これを自己相関により測定した。現在はこのチャープされたFELの時間と周波数の相関を直接観測するために、frequency-resolved opticalgrating(FROG)による計測の準備を進めている。FROGは自己相関を測定する部分に加えて、周波数情報を得るための波長計測部分からなる。自己相関を測定する部分では、倍波を発生するために基本波の強度,偏向方向のパラメータを押さえることが必要となる。そのため、基本波の強度,波長分布,変更方向を測定した。
西谷 智博; 田渕 雅夫*; 則竹 陽介*; 林谷 春彦*; 羽島 良一; 飯島 北斗; 永井 良治; 沢村 勝; 菊澤 信宏; 西森 信行; et al.
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.45 - 47, 2006/00
電子源の高輝度性能化は、次世代放射光源であるERL放射光源の実現のみならず、生体分子の観察や3次元構造解析可能な電子顕微鏡の実現の鍵となる不可欠な技術要素である。特にERL放射光源を実現するにあたって、電子源には、エネルギー幅が極めて小さく、大電流の高輝度性能が要求されている。このような電子源として、バルク状GaAsフォトカソードが、負電子親和力の表面を持つ利点から要求性能を満たす電子源として期待されている。しかし、従来技術であるバルク状GaAsフォトカソードは、量子効率が5%程度と小さく、大電流引き出しの際に励起レーザーの高出力問題を抱えている。そこでわれわれは、従来のバルク状GaAsフォトカソードを遥かに越える量子効率で、室温レベルの極小のエネルギー幅の電子ビームを実現する新型GaAsフォトカソードの開発に着手した。
沢村 勝
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.832 - 834, 2006/00
JAEA ERL-FELで使用している500MHz-IOTと現在計画中のERL実証機用高周波源の1つと考えられる1.3GHz-IOTについて出力特性の測定を行った。500MHz-IOTに関しては利得22dB,バンド帯6.5MHz,効率66%の結果を得た。1.3GHz-IOTに関しては出力30kW,利得22dBとなった。
荒川 和夫
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.85 - 89, 2006/00
近年、数MeVの高いエネルギーに加速したイオンビームを極めて細く集束させるマイクロビーム形成技術が開発され、がん細胞をピンポイントで正確に狙い撃ちすることができるようになった。その精度は、1マイクロメートルである。このマイクロビームの形成を可能にしたのが、フラットトップ加速,電磁石磁場強度の高安定化,加速電圧の高安定化などの加速器技術である。本講演では、これらのイオン加速器技術とマイクロビーム形成技術を紹介するとともに、1個の癌細胞内への抗癌剤の取り込みの様子や、個別細胞の狙い撃ちによる放射線応答機構を調べる研究などのマイクロビーム利用の現状と小さな癌を切らずに治すマイクロサージェリー治療技術について紹介する。
田村 文彦; Schnase, A.; 野村 昌弘; 山本 昌亘; 長谷川 豪志; 吉井 正人*; 大森 千広*; 原 圭吾*; 戸田 信*; 高木 昭*; et al.
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.460 - 462, 2006/00
J-PARCのRCSのビームは、適切なタイミング,位相で取り出され、中性子ターゲット、及びMRに入射されなければならない。中性子ターゲットで発生した中性子はフェルミチョッパーを中心とする分光器に入射されるが、エネルギーの分解能精度を上げるために、チョッパーの開口部とビームの位相は非常に高精度で制御される必要がある。また、MR入射に際しては、適切な空きバケツに入射するだけでなく、不要なダイポール振動を避けるためには、RFバケツの中心に入射しなければならない。この発表では、RCSのビームシンクロナイゼーションに関する要求,その動作原理,製作中のモジュールについて述べる。
奥村 進; 倉島 俊; 宮脇 信正; 柏木 啓次; 吉田 健一; 石堀 郁夫; 百合 庸介; 奈良 孝幸; 上松 敬
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.919 - 921, 2006/00
サイクロトロンのビームエネルギー幅計測システムを開発した。原子力機構AVFサイクロトロンでは、4連四重極レンズを用いたビーム集束方式によって、数百MeV級重イオンマイクロビーム形成を目指している。レンズでの色収差の影響を抑制して1m以下のビーム径及び照準位置精度を達成するためにはビームエネルギー幅を従来の0.1%程度から0.02%へ縮小化する必要がある。そこで、フラットトップ加速などを用いたエネルギー幅縮小化を進めている。このため、ビーム輸送系に設置されている分析電磁石を用いたエネルギー幅計測システムを開発した。本計測システムの性能を、半導体検出器で計測したビームエネルギー値を用いて評価を行った。また、シングルターン引き出しビームとマルチターン引き出しビームのエネルギー幅を計測し、シングルターン引き出しビームではエネルギー幅が半減したことを確認した。
大川 智宏; 青 寛幸; 池上 雅紀*
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.355 - 357, 2006/00
L3BTは、J-PARC(Japan Proton Accelerator Research Complex)の線形加速器と3GeV RCS(Rapid Cycling Synchrotron)を結ぶビーム輸送系である。L3BTの建設はほぼ完了し、L3BTのビームコミッションがまもなく開始される。一方、われわれは、スクレーパ部でのビームハローの削除とその際に生じるビーム損失を評価するためにIMPACTを用いて3次元粒子シミュレーションを実施した。この論文では、L3BTのビームシミュレーションの結果について報告する。また、L3BTの建設状況についても簡単に報告する。
佐藤 健一郎; Lee, S.*; 外山 毅*; 林 直樹
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.115 - 117, 2006/00
現在建設中のJ-PARC施設3GeV RCSリングは1MWビームを、50GeV MRリングは0.75MWビームを加速する。このような大電流ビームのプロファイルを非破壊観測するために、残留ガスプロファイルモニター(IPM)が現在開発中である。われわれはIPMの有用性を確かめるために試験機を製作し、KEK陽子シンクロトロン主リング(KEK-PS)に設置し、KEK-PSからの陽子ビームを用いてイオン収集・電子収集両方の運転モードについてテストを行ってきた。得られたデータから実機の検出精度を議論する。
森下 卓俊; 浅野 博之; 伊藤 崇; 池上 雅紀*; 高崎 栄一*; 田中 宏和*; 内藤 富士雄*; 吉野 一男*
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.376 - 378, 2006/00
J-PARCリニアックにおいて、2005年秋よりDTL及びSDTLのインストールが開始され、2006年3月に設置を終えた。機器を精密にアライメントすることは、高品質のビーム加速のために重要である。DTL/SDTLにおいては、接続されるケーブル,機器が多く、特にDTLにおいては再アライメントに時間を要するため、インストール時からビーム加速に耐えうる精度まで精密にアライメントを行った。レーザートラッカーを用いた測定により、要求精度を満たすことを確認した。また、トンネル内の床レベルの変動を一年以上にわたり監視し、変動を定量的に評価した。
近藤 恭弘; 上野 彰; 長谷川 和男
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.388 - 390, 2006/00
大強度陽子加速器計画(J-PARC)のリニアックは立ち上げ初期において、ピークビーム電流30mAの負水素を加速する予定であるが、できるだけ早い段階でピーク電流50mAを達成するよう求められている。そのため、日本原子力研究開発機構では、50mA加速に不可欠な、50mA用高周波4重極リニアック(RFQ)の開発を行ってきた。J-PARC 50mA用RFQでは、将来の高デューティー運転に対応するため、空洞構造として、銅の削りだし材を冶金的結合する構造を採用した。4分割された部品を結合するのに、今回新たに、レーザー溶接による結合を試みた。レーザー溶接によるRFQの製作は、世界で初めての試みである。本発表では、J-PARC 50mA RFQのプロトタイプとして製作した、試作空洞の製作と、低電力試験について発表する。この試作空洞は、実機の長手方向への1/3部分に相当し、実機として使用することを前提に開発された。この空洞において、機械精度の測定でも、低電力試験結果からの計算においても、必要な精度(ヴェーン先端で20m以下)が達成され、レーザー溶接によるRFQ製作の実現性が実証された。
佐藤 進; 五十嵐 前衛*; 秋川 藤志*; 富澤 哲男; Lee, S.*; 上野 彰; 池上 雅紀*; 青 寛幸
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.127 - 129, 2006/00
J-PARC LINACには、
37.7mmから120mmまでの数種類の位置検出器(BPM)が用いられている。今回、RCS入射直前部のために、大口径BPM(180mm)を設計した。設計の経緯と要点を報告する。
榊 泰直; 高橋 博樹; 石山 達也*; 川瀬 雅人; 佐甲 博之; 加藤 裕子; 伊藤 雄一; 吉川 博; 上田 晋司*; 鈴木 隆洋*
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.367 - 369, 2006/00
大強度陽子加速器(J-PARC)リニアックでは、放射線施設として法令(予防規程)に則った人員保護を目的とするインターロックシステム(Personnel Interlock System: PP)以外に、大強度陽子ビームを扱うがゆえに、自主規制としてJ-PARC加速器施設内で起こりえる突発的なビームロストラブルを回避する目的の機器保護インターロックシステム(Machine Protection System: MPS)にて、機器を安全に保護するシステムになっている。本報告では、J-PARCリニアックのインターロックシステム、特に原子力機構の独自の技術が投入された高速・高信頼性にすぐれたMPSに関係する部分と、その他、リニアック内に設置される真空系やRF系のインターロックシステムについて説明する。
Shen, G.; 渡邊 和彦*; 加藤 裕子; 榊 泰直; 佐甲 博之; 伊藤 雄一; 吉川 博; 塙 勝詞*; 水野 誠二*
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.364 - 366, 2006/00
現在、J-PARCの制御系構築が進められている。そして、L3BT部のハードウエア設置が終了し、マグネット電源や真空システムのオンライン制御の試験運転(コミッショニング)が始まった。これらのコンポーネントは、機器製作と制御ソフトウエア開発が分離されて実施されており、統合試験がまだ実施されていない。そのため、今回設置が終了した後に初めてEPICSのランタイムDBと遠隔グラフィカルユーザーインターフェースにより組合せ遠隔制御を行った。本報告は、L3BTの制御系開発の現状と、これらの制御システムを用いたコミッショニングについて述べられている。
長谷川 豪志; 野村 昌弘; Schnase, A.; 田村 文彦; 山本 昌亘; 吉井 正人*; 大森 千広*; 原 圭吾*; 戸田 信*; 高木 昭*; et al.
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.457 - 459, 2006/00
J-PARC RF空胴では、高電圧運転のため従来のフェライト磁性体コアから金属磁性体(MA)コアの空胴を採用している。また、空胴のQ値を自由に調整する手法としてカットコアの技術を用いている。コアのカット法としてこれまでは、高圧力水を用いたWater Jet(WJ)法,砥石を用いた切断法を行ってきた。しかし、WJ法では切断面の粗さや切断面の層間短絡が原因でRFを印可したときにギャップ近傍に局所的な発熱が観測された。また、砥石切断では、切断面の表面処理にエッチング工程が含まれるために、そこに残留する酸が表面酸化の問題になっていた。そこで、新しい手法として導入したのが、細かなダイヤモンド粉末を用いた研磨法である。この手法の利点は、製造過程でオイルや酸を用いないため残留物によるリスクがないことである。この手法は、WJで切断した切断面を研磨する手法であるが、MAコアの層間絶縁の善し悪しは、研磨量と仕上げ面の状態に因っている。現在、ダイヤモンド研磨したコアは空胴に組み込み、長時間の検証試験を開始した。