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藤田 奈津子; 三宅 正恭; 松原 章浩*; 石井 正博*; 神野 智史; 渡邊 隆広; 西尾 智博*; 小川 由美; 大前 昭臣*; 木村 健二; et al.
第36回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.90 - 92, 2025/03
日本原子力研究開発機構東濃地科学センター土岐地球年代学研究所には加速器質量分析装置(AMS)が3台あり、2台のAMSで実試料の年代測定を行い、さらにAMSの小型化に向けた試験装置1台で技術開発を行っている。2台の実試料測定用AMSでは炭素-14、ベリリウム-10、アルミニウム-26、ヨウ素-129の4核種を測定している。小型化に向けた試験装置は、イオンチャネリングを利用したAMSの同質量分子の分別を実施するための装置であり、現在炭素-14測定を目指して実証試験中である。発表ではそれぞれの研究開発状況を報告する。
松原 章浩*; 藤田 奈津子; 三宅 正恭; 石井 正博*; 大前 昭臣*; 前田 祐輔; 宇野 定則*
第36回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.125 - 129, 2025/03
日本原子力研究開発機構東濃地科学センター土岐地球年代学研究所にあるJAEA-AMS-TONO-5MV(NEC製15SDH-2、最大ターミナル電圧5.0MV)の保守管理に関する内容として、(1)ビームライン機器のバリスタの破損とその原因について、(2)タンデム加速器の加速管の真空リークを疑わせる現象とその対処について報告する。
小栗 英知
加速器, 21(4), p.279 - 287, 2025/01
The J-PARC accelerator has been in operation for 18 years, starting with the linac beam commissioning in 2006. Currently, the MLF is in continuous operation with a beam power of 1 MW, and the linac and RCS have achieved the nominal performance. R&D for 1.5 MW operation for future plans has also been started. The MR has increased its beam power through a major upgrade works in 2021, currently achieving 80 kW for HD and 800 kW for NU. In addition, MR is aiming to achieve 100 kW for HD and 1.3 MW for NU in 2026 and 2028, respectively.
明午 伸一郎
加速器, 21(4), p.333 - 344, 2025/01
加速器駆動核変換システム(ADS)のビーム照射環境下における材料損傷の研究のため、日本原子力研究開発機構(JAEA)は、J-PARCリニアック400MeV陽子ビームとLBE核破砕ターゲットを用いた核変換実験施設ターゲット施設(TEF-T)の建設を計画していた。文部科学省の分離変換技術評価タスクフォースでは、リニアックを利用するメリットを最大限に生かし、ユーザーの多様なニーズに応える施設として検討するよう提言していた。TEF-Tの後継となる陽子線照射施設は、1)材料照射試験、2)核破砕中性子を用いた半導体ソフトエラー試験、3)医療用RI製造、4)宇宙用陽子線利用を目的として建設が計画されている。より魅力的な施設としてユーザーの意見を取り入れるため、2022年にユーザーコミュニティが設立された。本論文では、施設の現在の設計状況について述べる。
岩井 岳夫*; 門叶 冬樹*; 想田 光*; 原田 寛之
加速器, 21(4), p.381 - 386, 2025/01
第21回日本加速器学会年会は、学会開催に極めて大きい影響を与えてきた新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の問題がほぼ落ち着いた2024年夏に、現地対面形式として開催された。開催地として初めて山形市が選定され、山形駅にも近く参加者のアクセスが良好な山形テルサをメイン会場として開催した。会期は2024年7月31日(水)
8月3日(土)とし、最終日は施設見学会に充てた。原田行事委員長を中心とした行事委員会、現地の山形大学のメンバーを中心とした組織委員会、実行委員会、プログラム委員会の体制で実施した。国内外からの参加者555名、企業展示60ブースの参加者も合わせると700名程度が参加し盛況な年会となった。本発表では本年会の詳細に関して報告する。
イオン源の運転状況柴田 崇統*; 大越 清紀; 上野 彰; 池上 清*; 神藤 勝啓; 南茂 今朝雄*; 川井 勲*; 小栗 英知
加速器, 21(2), p.94 - 100, 2024/07
2022年11月10日から2023年6月22日までのJ-PARCの利用運転では、高周波負水素イオン源を用いて負水素イオン源からビーム電流60mAで4,412時間の連続運転を達成した。今回が初めての年間を通して利用運転期間に1台のイオン源での運転であった。J-PARCでの将来のアップグレードの要件を満たすために、現在のイオン源を構成する機器の健全性評価を行った。また、新たに製作している高周波アンテナコイルを用いたRFイオン源を現在試験中である。
藤田 奈津子; 三宅 正恭; 松原 章浩*; 石井 正博*; 渡邊 隆広; 神野 智史; 西尾 智博*; 小川 由美; 木村 健二; 島田 顕臣; et al.
第35回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.17 - 19, 2024/03
日本原子力研究開発機構東濃地科学センター土岐地球年代学研究所には加速器質量分析装置(AMS)が3台あり、2台のAMSで実試料の年代測定を行い、さらにAMSの小型化に向けた試験装置1台で技術開発を行っている。2台の実試料測定用AMSでは炭素-14、ベリリウム-10、アルミニウム-26、ヨウ素-129の4核種を測定している。小型化に向けた試験装置は、イオンチャネリングを利用したAMSの同質量分子の分別を実施するための装置であり、現在炭素-14測定を目指して実証試験中である。発表ではそれぞれの研究開発状況を報告する。
原田 寛之; 坂上 和之*; 大谷 将士*; 想田 光*
加速器, 20(4), p.332 - 335, 2024/01
少子化の進む我が国において、次世代を担う若手人材の確保は各組織において重要な課題である。日本加速器学会は1000名近くの会員が所属し現在まで増加傾向であったが、将来に向けて今から対策を講じる必要がある。そこで、行事委員会と学会活性化特別委員会は合同で「第1回学生・企業/研究機関懇談会」を開催した。本懇談会は、学生と企業/研究機関を繋ぐ機会を増やし、就職支援による学生の将来への不安の解消の手助け、業界における即戦力となりうる人材確保の手助けなどに繋げることを目的としている。本稿では、持続可能な学会に向けた新たな取り組みである本懇談会と今後について報告する。
藤田 奈津子; 松原 章浩; 三宅 正恭*; 渡邊 隆広; 國分 陽子; 西尾 智博*; 小川 由美*; 加藤 元久*; 島田 顕臣; 尾方 伸久
第33回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, P. 48, 2022/04
日本原子力研究開発機構東濃地科学センター土岐地球年代学研究所では、地質環境の長期安定性に関する研究における年代測定及びその技術開発に加速器質量分析装置(Accelerator Mass Spectrometer: AMS)を使用している。現在、東濃地科学センターにはAMSが3台あり、うち年代測定の実試料測定用に2台、AMSの技術開発用に試験装置が1台ある。発表では2019-2020年度のこれらの装置現状について報告する。
羽賀 勝洋
加速器, 18(4), p.210 - 216, 2022/01
高出力加速器を用いたパルス核破砕中性子源は、物質科学や生命科学の分野において最先端の研究を行うために適した高強度で幅の狭い良質な中性子を供給できる有用な装置である。このシステムでは、高出力加速器で作り出すkWからMWオーダーの陽子ビームを重金属の標的に入射し、標的原子核との核破砕反応により大量の中性子を生成し、この中性子を減速材や反射体で熱・冷中性子に減速し、先端的な中性子実験装置群に供給する。本稿では主にJ-PARCのパルス核破砕中性子源について、中性子ビームを生成するしくみと中性子源の構造の概要、水銀標的等の標的の工学的設計手法、パルス陽子ビームの入射により水銀中で発生する最大40MPaにも達する圧力波による標的容器の損傷を低減する方法などの技術課題とその対策について解説する。
佐々 敏信
加速器, 18(4), p.233 - 240, 2022/01
鉛ビスマス共晶合金(LBE)は、長寿命放射性廃棄物の放射性毒性を低減する加速器駆動核変換システム(ADS)の核破砕ターゲットとして有望な選択肢である。LBEは重金属であり、核変換システムの核破砕ターゲットや冷却材として良好な性質を持つ。しかしながら、LBEは構造材の腐食性が高いことでも知られている。この論文では、腐食を抑制するための酸素濃度制御技術や高温での運転などのLBE利用における課題解決のための最新の技術開発をADSターゲットの概要とともに解説する。
田村 文彦
加速器, 18(3), p.151 - 160, 2021/10
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)の 低電力高周波(LLRF)制御システムは大強度ビームの加速に重要な役割を果たしている。初期システムは、10年以上にわたって大きな問題もなく順調に稼働していたが、システムに搭載されている古いFPGAの陳腐化により、長期的なメンテナンスが困難となった。そこで、次世代のLLRF制御システムを開発・導入した。次世代システムは、最新のプラットフォームであるMTCA.4を基にしている。このシステムの最も重要な新機能は、マルチハーモニックベクトルRF電圧制御フィードバックであり、設計ビームパワー1MWのビーム強度において、広帯域空胴での重いビーム負荷を初期システムで用いられているフィードフォワードよりもよく補正することができた。システムの詳細、調整結果の結果を報告する。次世代システムの導入は成功であった。
坂上 和之*; 原田 寛之
加速器, 16(3), p.204 - 206, 2019/10
「ビーム」は、幅広い分野の研究基盤として利用され、科学技術へ大きく貢献し発展し続けており、それを支えるものが『ビーム物理』である。若手研究者・技術者らが連携・共有し、共に切磋琢磨することが次世代のビーム物理の発展、更には科学技術への貢献を担うと確信し、2018年4月『ビーム物理研究会・若手の会』を結成した。本会が新たに立ち上げた『企画研究会』を紹介しつつ、令和元年7月30日に開催した第1回企画研究会「ビーム物理の30年後の世界を考える」に関して報告する。
藤田 奈津子; 松原 章浩; 三宅 正恭*; 渡邊 隆広; 國分 陽子; 加藤 元久*; 岡部 宣章*; 磯崎 信宏*; 石坂 千佳*; 虎沢 均*; et al.
第32回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.57 - 59, 2019/09
日本原子力研究開発機構東濃地科学センターJAEA-AMS-TONOの平成30年度の施設状況について報告する。平成9年の装置導入以来、測定時間の積算は24,923時間、総測定試料数は20,085個となった。そのうち、平成30年度の測定時間は2,426時間、測定試料数は2,037個であった。平成30年度は、平成29年度の1.4倍程度となり、導入以来過去最高記録を更新した。これまで当施設の測定可能核種は、炭素-14、ベリリウム-10、アルミニウム-26の3核種であったが、ここ数年ヨウ素-129のルーチン化を目指した技術開発を行い、平成30年度にルーチン化の目処を得たため、平成31年度より合計4核種の測定が可能となった。
發知 英明; 原田 寛之; 岡部 晃大; Saha, P. K.; 菖蒲田 義博; 田村 文彦; 吉本 政弘
加速器, 16(2), p.109 - 118, 2019/07
RCSのようなMW級の大強度陽子加速器では、ビーム損失により生じる機器の放射化がビーム出力を制限する最大の要因となる。RCSでは、ビーム損失の原因となる様々な効果(空間電荷効果,非線形磁場,フォイル散乱等)を取り込んだ高精度の計算モデルを構築し、数値シミュレーションと実験を組み合わせたアプローチでビーム損失の低減に取り組んできた。計算と実験の一致は良好で、計算機上で、実際に発生したビーム損失を十分な精度で再現できたことは画期的なことと言える。数値シミュレーションで再現したビーム損失を詳細に解析することで、実際の加速器で起こっている現象を十分な確度で理解することが可能になっただけでなく、それを低減するためのビーム補正手法を確立するのに数値シミュレーションが重要な役割を果たした。ハードウェアの改良と共に、こうした一連のビーム力学的研究により、1MW設計運転時のビーム損失を10
という極限レベルにまで低減することに成功している。本稿では、ビーム増強過程で問題になったビーム損失について、その発生機構や解決方法を報告すると共に、その際に数値シミュレーションが果たした役割について具体例を挙げて紹介する。
松原 章浩*; 藤田 奈津子; 三宅 正恭; 磯崎 信宏*
第31回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.108 - 111, 2018/12
加速器質量分析(AMS)では測定目的核種とこの安定同重体の分別(以下、同重体分別)をより小型の加速器で可能にする技術が望まれている。現在の主流はディグレーダー膜法と呼ばれる方法である。これはイオンを薄膜に通した際の阻止能の原子番号依存性により目的核種と同重体の間でエネルギーの差を作り両者を分別する方法である。われわれはディグレーダー膜法にイオンチャネリングを取入れた方法を開発している。本研究ではイオンチャネリングが同重体分別の性能向上に効果があることを示したので報告する。
藤田 奈津子; 三宅 正恭; 渡邊 隆広; 國分 陽子; 松原 章浩*; 加藤 元久*; 岡部 宣章; 磯崎 信宏*; 石坂 千佳*; 虎沢 均*; et al.
第31回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.92 - 95, 2018/12
日本原子力研究開発機構東濃地科学センターではJAEA-AMS-TONOを平成9年に導入し、当機構で進める深地層の科学的研究の基盤となる年代測定等を行っている。本発表では平成29年度のJAEA-AMS-TONOの状況について報告する。平成29年度は、タンク内の定期メンテナンスに加え、不具合の生じていたペレットチェーン用インバータ及びストリッパーガス圧計の交換を実施した。装置に関する不具合としては、4月にダブルスリットの動作の不具合が生じた。調査の結果、原因は制御基板のコンデンサーの老朽化による破損にあることが判明した。また、平成30年2月にはイオン源のリークが発生した。調査の結果、原因はセシウム輸送管の溶接部の亀裂にあることが分かった。このため、アイオナイザーハウジング一式の更新を行った。
原田 寛之; 坂上 和之*
加速器, 15(3), p.143 - 150, 2018/10
日本における多くの学協会や団体では、次世代を担う若手科学者の自立性を高める事を目的として、若手の会を設立する動きが加速している。2018年3月、粒子加速器やレーザーにおけるビーム物理と呼ばれる基礎研究を行う若手科学者らによって「ビーム物理研究会・若手の会」が発足した。本稿では、本会の設立のきっかけや設立までの経緯、目的や活動内容、組織や会員の状況を説明する。最後に我々の将来的な展望に関しても言及する。
前川 藤夫
高エネルギー加速器セミナー; OHO '18受講用テキスト, 11 Pages, 2018/09
加速器駆動核変換システム(Accelerator Driven nuclear transmutation System: ADS)は、大強度加速器と未臨界の原子炉を組み合わせることにより、原子力発電所の運転に伴い発生する高レベル放射性廃棄物を減容化し、有害度を低減する技術である。本稿では、ADSによる核変換の仕組みと効果、J-PARCにおける研究開発の現状等について紹介する。
高田 弘
加速器ハンドブック, p.330 - 333, 2018/04
核破砕中性子源は、高エネルギー陽子ビームを中性子標的に入射し、そこで発生させた中性子を周囲に配置した反射体と減速材で減速し、物質研究等に適した熱・冷中性子を供給する装置であり、中性子生成効率が良い特徴を有する。本件では、初めに中性子標的の基本的特性を解説する。次に、減速材の基本的特性を説明し、特にJ-PARCの1MWクラスの大強度核破砕中性子源で実装した減速材を例に、高強度中性子パルスの発生及び幅の狭い高品質な中性子パルスの整形方法について解説する。さらに、中性子源の設計手順についても記述した。
