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Fang, Z.*; 穴見 昌三*; 道園 真一郎*; 山口 誠哉*; 小林 鉄也; 鈴木 浩幸
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.507 - 509, 2007/00
J-PARCでは2006年10月から181MeV陽子リニアックのビームコミッショニングが開始された。RF電力供給源は4台の半導体アンプと20台のクライストロンで構成される。それぞれのRF源では、加速器電場を振幅,位相それぞれ
1%, 1度で安定化させるため、cPCI上で動くRFフィードバック制御システムによりRFの制御が行われる。本論文では、RFフィードバック制御システムの性能について詳細を報告する。
百合 庸介; 奥村 進; 湯山 貴裕; 上松 敬; 宮脇 信正; 石堀 郁夫; 石坂 知久
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.607 - 609, 2007/00
高崎量子応用研究所TIARAのサイクロトロン施設では、多重極電磁石を用いたイオンビーム均一照射システムを開発中である。多重極電磁石がつくる非線形集束力を用いてビーム強度分布を均一化するには初期のビーム分布がガウス分布である必要があるが、実際にサイクロトロンから引き出されたビームの分布はガウス分布ではなく非対称である。そこで、TIARAのサイクロトロンから引き出された非対称なビーム形状を散乱体を用いてガウス分布に近づける実験を行った。輸送系のある場所に設置した薄膜にビームを透過させ、多重散乱によるプロファイルの変化をプロファイルモニタ等で計測し、分布がガウス関数型に近づくことを確認し、その度合いが散乱体からプロファイルモニタまでのベータトロン振動の位相に依存することがわかった。また、薄膜散乱によるエミッタンスの増大の影響をQスキャン法を用いて計測した。
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; 石堀 郁夫; 上松 敬; 石坂 知久; et al.
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.604 - 606, 2007/00
原子力機構AVFサイクロトロンでは、フラットトップ加速によるビームエネルギー幅の縮小化のため、中心領域の位相スリットを用いたビーム位相幅の制御を行っている。サイクロトロン内部でのビーム位相幅の計測を行うため、ビーム電流計測に用いるメインプローブのディファレンシャルヘッドに、プラスチックシンチレータを取り付けたプローブを開発した。実ビームでの測定の結果、位相スリット位置とビーム位相の相関関係が明確に認められた。このプローブを用いたサイクロトロン内部でのビーム位相幅は約10.2rf度(FWHM)であったが、サイクロトロンから取り出されたビーム位相幅は約4.3rf度(FWHM)であり、取り出し機器がビーム位相幅に影響を及ぼすことが確認できた。
永井 良治; 羽島 良一; 西森 信行; 飯島 北斗; 沢村 勝; 菊澤 信宏; 峰原 英介
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.673 - 675, 2007/00
原子力機構ではERLのための電子源としてDC光陰極電子銃の開発を行っている。DC光陰極電子銃では電子ビームが陰極を出た直後に空間電荷力によりスライスごとの位相空間分布に差が生じてしまいエミッタンスが大きくなってしまう。この効果を補正するためのソレノイド電磁石についての検討と設計を行った。その結果、このソレノイドでエミッタンス補償が十分にできることがわかった。
永井 良治; 羽島 良一; 飯島 北斗; 西森 信行; 沢村 勝; 菊澤 信宏; 峰原 英介
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.676 - 678, 2007/00
原子力機構ではERL放射光源のための電子源としてDC光陰極電子銃の開発を行っている。ERL放射光源用のDC電子銃に必要とされる高電圧の安定度とその実現の方法について検討を行った。現在試験を行っている250kVの電子銃ではLC型フィルタにより変動を抑える方法を試みており、良好な結果が得られている。この結果をもとに500kVの電子銃の設計を行えば比較的コンパクトな電源で十分な安定度が得られることがわかった。
永井 良治; 羽島 良一; 沢村 勝; 西森 信行; 飯島 北斗; 菊澤 信宏; 峰原 英介
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.637 - 639, 2007/00
エネルギー回収型リニアック(ERL)はリニアックと蓄積リングの長所を兼ね備え、高輝度・大電流の電子ビームを生成できる加速器として注目されている。ERL特有の問題として超伝導加速空洞においてビームによって励起される高次モード(HOM)によりBBUを起こすことが知られている。ここではシミュレーション・コードによりHOM-BBU閾値電流の評価を行った。この結果通常の構成のERLではERL放射光源の目標とされている100mAは十分達成可能であり、さらに加速減速を2回行う2ループ構成も検討する価値のあることがわかった。
永井 良治; 羽島 良一; 沢村 勝; 西森 信行; 菊澤 信宏; 飯島 北斗; 峰原 英介
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.16 - 18, 2007/00
原子力機構ERLグループではERL型FELの開発実績をもとにさまざまなERL光量子源の提案とそのための要素技術開発を行ってきている。本発表ではERL光量子源についての提案及びERL要素技術開発などERLグループの研究の現状について報告する。
沢村 勝; 梅森 健成*; 古屋 貴章*; 坂中 章悟*; 高橋 毅*; 諏訪田 剛*; 阪井 寛志*; 篠江 憲治*
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.472 - 474, 2007/00
高調波モード(HOM)はBeam Breakup(BBU)等を引き起こし、加速電流を制限するなどの弊害をもたらすため、通常HOMカップラーやHOMダンパーで吸収される。このうちHOMダンパーで吸収させる場合、ビームパイプでのHOMの伝播を可能にするため大口径ビームパイプやフルート構造ビームパイプが使用される。しかしどちらとも四重極モードに対してはあまり有効でない。そこで四重極HOMを減衰させるためのものとして「偏心フルート」を提案する。偏心フルートは通常のフルート構造をビームパイプ中心でV字に折り曲げたような構造をしている。このように四重極に対して非対称にすることにより、偏心フルートは四重極モードから双極モードへのモード変換のような働きをする。また曲げ角度を最適化することにより、縮退している2つの四重極モード両方に作用させることができる。本研究会ではこの偏心フルートのさまざまなパラメータの違いによる高周波特性に関してMAFIAによる計算結果とローパワーモデルによる測定結果について報告する。
千代 悦司; 小林 鉄也; 鈴木 浩幸; 山崎 正義; 堀 利彦; Fang, Z.*; 福井 佑治*; 川村 真人*; 山口 誠哉*; 穴見 昌三*
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.519 - 521, 2007/00
J-PARCセンターリニアック棟には、高周波源が24式設置され、これらの機器は電波法で定める高周波利用設備に該当し、設置には総務大臣の許可が必要である。このため、高周波源からの電波漏洩を法規に定める最大許容値以下に抑制しなければならない。高周波源からの電波漏洩箇所は、おもに(a)同軸管接続部,(b)同軸型ダミー負荷,(c)同軸型高調波フィルタ,(d)半導体増幅器からであった。(a)
(c)の電波漏洩箇所は、外導体を確実に金属接触化することにより漏洩を低減した。一方、(d)からの電波漏洩を低減することは困難であった。これらの対策を施した結果、敷地境界での漏洩電波強度は、許容値以下であることを確認した。
佐藤 健一郎; 廣木 成治; Lee, S.*; 林 直樹; 山本 風海; 平松 成範*; 外山 毅*; 荒川 大*; 五十嵐 前衛*; 佐伯 理生二
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.297 - 299, 2007/00
RCS入射部, H0ダンプラインにはさまざまなビームモニターがインストールされている。入射部のモニターはビーム入射軌道調整に使われる。いうまでもなく、ビームを正確にリング内へ入射することは、リング内のビームロスを減らすために必要不可欠であり、そのためには正確なビームモニターリングが必要である。入射部モニターシステムはRCSの安定運転のために最も重要な機器群の一つであるといえる。H0ビームダンプには入射時に不要となる一部のビームを廃棄する。このビームダンプには4kW以下というビーム電力の制限があり、設置されるモニターには、廃棄ビーム軌道の調整とともにビーム量を正確に監視するという目的がある。本学会では、これらのビームモニターシステムについて概説する。
線源による放射性廃棄物中の核種検出菊澤 信宏; 羽島 良一; 早川 岳人; 峰原 英介
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.577 - 579, 2007/00
われわれはERL型加速器を利用した大強度の準単色線発生装置による放射性同位元素の同定法を提案し、放射性廃棄物の処理処分への応用の可能性について研究している。この応用可能性の評価を行うために、GEANT4をベースにして光核反応を計算できるシミュレーションコードを開発し、核種検出について計算を行った。ERLを利用した大強度線源と、核種検出シミュレーションの結果について議論する。
Schnase, A.; 野村 昌弘; 田村 文彦; 山本 昌亘; 芳賀 浩一; 長谷川 豪志; 吉井 正人*; 大森 千広*; 原 圭吾*; 戸田 信*; et al.
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.212 - 214, 2007/00
We present the Status of the J-PARC RF systems of the Rapid Cycling Synchrotron (RCS) and the 50 GeV Main-ring (MR). The RCS RF systems are prepared for beam commissioning scheduled in September 2007. The 10 cavities, amplifiers and power supplies are installed in the RCS tunnel. The cavities are loaded with improved uncut cores. The parallel inductor for Q=2 was successfully tested and installed in all systems. The long-term performance and reliability of each of the 180 cores was checked for at least 300 hours. One set of cores performed a 1000-hour power test. We operate the cavities in the tunnel together with the LLRF system to check the interoperability and prepare for 25 Hz RCS operation. Some issue related to noise and grounding was solved. Unwanted resonances of the tube amplifier in the RCS frequency range were analyzed and removed. For the MR RF systems, we have decided to employ the diamond polishing technique for cut-core production. The long run high power tests with cut-core loaded cavities are ongoing. We prepare for installation start to MR in September 2007.
西森 信行; 羽島 良一; 神門 正城; Bulanov, S. V.
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.580 - 582, 2007/00
波長
の1光子が速度
の電子と正面衝突する場合、トムソン散乱波長は
で与えられる。1光子の代わりに無次元ベクトルポテンシャルa=eA/mcを持つレーザーと電子のトムソン散乱波長は
で与えられ、レーザー強度に依存したドップラー赤方偏移を起こすことが理論的に知られている。このトムソン散乱におけるドップラー赤方偏移はアンジュレーター放射光で、磁場強度を高くしたときにおこる赤方偏移と非常によく似ている。ところが、トムソン散乱における赤方偏移の実験観測例はなく、このことはアンジュレーター放射光波長をユーザー実験に応じて、容易にシフトできるのと極めて対照的である。本発表では、トムソン散乱におけるレーザー強度依存ドップラー赤方偏移測定の実験計画を提案する。
荒川 和夫; 及川 将一*; 島田 博文*; 神谷 富裕; 中野 隆史*; 遊佐 顕*; 加藤 弘之*; 佐藤 隆博; 上松 敬; 柏木 啓次; et al.
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.279 - 281, 2007/00
サブミリサイズに集束したイオンビームを用い、微小な病変部位を高精度で治療する技術はイオンマイクロサージェリー治療と呼ばれている。本研究では、脳下垂体腫瘍と眼疾患である加齢黄斑変性症を想定症例として、イオンマイクロサージェリー治療用ビーム形成システムを検討した。イオンマイクロサージェリー治療には、ビーム径0.1mmから1.0mmの平行度の高いペンシルビームの形成が要請されている。そこで、ペンシルビーム形成システムとして、ビームのエミッタンスを規定する2組のスリットシステム,エネルギー分析機能を有する2台の45
偏向電磁石,3連四重極電磁石等から構成され、アイソセンターにおいて1:1で結像するようなテレスコピックな系を検討した。TRANSPORTコードを用いてイオン光学計算を行い、ペンシルビーム形成に必要な電磁石等の必要数量とその最適配置を求めた。さらに、加齢黄斑変性症に対する照射位置決めシステムを検討するとともに、重イオンビーム照射実験により眼底造影剤からの誘起蛍光画像の観測とスペクトルの計測に成功した。
超伝導加速空洞の性能試験株本 裕史; 竹内 末広; 石崎 暢洋; 松田 誠; 乙川 義憲
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.469 - 471, 2007/00
原子力機構東海タンデム加速器では安定核・短寿命核ビームを発生するJAEA・KEK共同研究施設(TRIAC)の建設を終了し、2004年度からウラン標的による短寿命核の加速を開始した。当初はイオンのエネルギー1.1MeV/uで運転を行うが、将来的にはイオンを超伝導ブースターで再加速しクーロン障壁を越える約58MeV/uのビームを得る計画を進めている。イオンを超伝導ブースターで効率よく加速するためには1.1MeV/uのビームを2.0MeV/uまで加速する前段加速器が必要である。その候補として低速度重イオンを効率よく加速できるLow超伝導加速空洞(Twin-QWR)の開発を進めており、2005年度にプロトタイプの空洞を製作した。2006年度には空洞の性能試験を行ったのでその結果を報告する。
佐甲 博之
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.402 - 403, 2007/00
ビームコミッショニングでの効率的なビーム調整とモデルとの比較のためには各磁石の物理値による制御とモニタリングが不可欠である。J-PARCリニアックの四極,二極,ステアリング磁石のEPICSによる磁石電源制御システムの電流値による機器レコードと接続し、対応する磁場値レコードを構成し、電流値と磁場値の変換を行い、磁場値による磁石制御,磁場値のモニタリングを行う単位変換チャンネルアクセスサーバを開発した。各磁石の電流値と磁場値の変換関数は、シミュレーションあるいは磁場測定データへのフィットで求められた。変換関数(電流から磁場へ)から逆変換関数(磁場から電流へ)が解析的に求められるように、3次までの多項式を採用し、電流の領域を低,中,高電流領域に分割し、それぞれの領域でパラメータ化した。各磁石のパラメータはデータベース管理され、サーバ用の入力ファイルの形式で自動生成するシステムを開発した。このサーバは2007年12月の最初のビーム試験から使用されてきた。約200個のリニアックの磁石に対して変換を行っているが、数か月間安定に動くことが確認された。
佐甲 博之; Shen, G.; 上野 彰; 大川 智宏; 秋川 藤志*; 池上 雅紀*
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.598 - 600, 2007/00
2006年12月から2007年6月まで、J-PARCリニアックビームコミッショニングにおいて横マッチングの調整を行った。横マッチング調整はSDTL, ACS, L3BTの3つのセクションにある各4台のワイヤスキャナを使用し、DTL3, SDTL, MEBT2, L3BTの各セクション4台ずつのシングレット励磁の四極磁石を使用した。まず、ワイヤスキャナでビームプロファイルを測定し、RMS幅を求める。4台でのx, y方向のRMS幅を同時に再現するように、上流部の横方向のTwissパラメータとエミッタンスを求める。XALオンラインモデルによりresponse matrixを計算しNewton法により最適解を求める。次に、ワイヤスキャナ位置でのマッチング条件、すなわち横方向の
とパラメータが4台のワイヤスキャナで一致する、という条件を満たすように、上流部の四極磁石4台の最適な磁場設定値を求める。同モデルによりresponse matrixを計算しNewton法により最適解を求めた。この方法により、各マッチングセクションでのマッチングファクター4%以内を達成した。
Shen, G.; 佐甲 博之; 佐藤 進; 池上 雅紀*
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.522 - 524, 2007/00
J-PARCリニアックのビームコミッショニングにおいてRFの振幅と位相の精密調整を行った。位相スキャン法を用いて、全RF空洞、すなわち、バンチャー,デバンチャー,DTL(Drift Tube LINAC),SDTL(Separate-type DTL)について調整を行った。測定されたビームエネルギーの絶対値とモデルを比較することにより、位相に関して1度、振幅に関して1%以内の精度で正確な設定値が決定された。本論文ではRF調整の詳細な方法を発表する。
Shen, G.
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.525 - 527, 2007/00
J-PARCリニアックの高周波源は1%以内の振幅精度と1度以内の位相精度を持つ加速電場を維持する必要がある。高周波波形の安定性を監視するため、各高周波モジュールに対し一台の商用のオシロスコープが使用される。このオシロスコープを制御するため組み込み型EPICS IOCが開発された。本論文は、高周波波形安定性監視システムの実装の詳細と現状を記述する。
Shen, G.; 佐甲 博之; 佐藤 進
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.595 - 597, 2007/00
J-PARCリニアックのビームコミッショニングにおいて、ビームベースアライメント法により四極磁石の中心位置とビーム位置モニタの相対的な誤差を測定した。この方法では、四極磁石の磁場と上流のステアリング磁石の磁場を変更し、下流のビーム位置モニタのレスポンスを測定する。四極磁石の中心のオフセットはビーム軌道のずれを解析することにより求められる。測定は全シングレット励磁の四極磁石に対して行われた。位置調整の精度は数十ミクロン以内を達成した。本論文では調整過程の詳細と測定結果について述べる。