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飯島 北斗; 羽島 良一; 永井 良治; 峰原 英介; 山内 俊彦
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.793 - 795, 2005/07
原研・光量子科学研究センター・FELグループはエネルギー回収型超伝導加速器(ERL)を用いた遠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 optical grating (FROG)による計測の準備を進めている。加えて、FEL光輸送系の構築も行った。
飯島 北斗; 羽島 良一; 上坂 充*; 作美 明*; 坂本 文人*; 上田 徹*
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.501 - 503, 2005/07
エネルギー回収型超伝導リニアック(ERL)は、次世代放射光源として高輝度かつコヒーレントなX線発生を実現する技術として注目を浴びている。こうしたX線の利用方法はさまざまであるが、その1つにpump-and-probe法による超高速現象の観測が挙げられ、こうした実験では高時間分解能を必要とすることから、100fs程度の電子バンチの生成が要求される。そこでわれわれは、この極短電子バンチの生成方法としてmain linacでのvelocity bunchingを考え、PARMELAによるシミュレーションでこれを評価した。加速管はTESLA型を仮定した。これにより電荷量77pCの電子バンチが3.2psから0.17psまで圧縮できることを確認した。エミッタンスに関しては1.5
mm.mradで、わずかな増大が確認されたが、それは許容範囲であった。今後、このシミュレーションをもとに低電荷量,低エミッタンスビームに対する圧縮の実証実験を東大18Lライナックで行う。
佐甲 博之; 榊 泰直; 高橋 博樹; 吉川 博; 伊藤 雄一*; 加藤 裕子*; 上窪田 紀彦*; 杉本 誠*; 渡邊 和彦*; 池田 浩*; et al.
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.462 - 464, 2005/07
J-PARCリニアックの機器・制御情報を記録する機器データベースとコミッショニング・運転時の運転パラメータの履歴を記録する運転ログデータベースの開発状況について報告する。機器データベースを用いたDTQ電源の制御試験について述べ、上位アプリケーション,シミュレーション,データベース相互のデータフローの設計と、KEKでのJ-PARCテストベンチ(MEBT1)でのプロトタイプの試験結果について報告する。
田村 文彦; Schnase, A.; 野村 昌弘; 山本 昌亘; 吉井 正人*; 穴見 昌三*; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 大森 千広*; 高木 昭*
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.690 - 692, 2005/07
J-PARC速い繰り返しのシンクロトロン(RCS)のローレベルRF制御(LLRF)システムについて述べる。大電流の陽子ビームを加速するために、LLRFシステムは非常に高精度かつ安定でなければならない。システムは、マルチハーモニックRF信号生成,フィードバック,ビームローディング補償システム及びその他の機能から構成される。フルデジタルLLRFシステムが製作中であり、基礎的な試験の結果についても述べる。
大川 智宏*; 青 寛幸; 池上 雅紀*
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.251 - 253, 2005/07
L3BTは、J-PARCのリニアックとRCSをつなぐビーム輸送系である。詳細なビームシミュレーションを実施し、電磁石,デバンチャー,スクレーパ等の各構成機器の仕様を確定し、現在、製作中でまもなく設置が開始される。今回、L3BTのビームシミュレーション結果及び各構成機器の製作状況について報告する。
仲野谷 孝充; 松田 誠; 藤井 義雄*
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.729 - 730, 2005/07
原研ではKEKと共同でTRIAC(Tokai Radioactive Ion Accelerator Complex)の建設を行ってきた。TRIACとは安定核ビーム及び短寿命核ビームを1MeV/uまで加速することができる複合型加速器である。安定核ビームはECRイオン源により生成され、おもに短寿命核を効率よく加速するためにパイロットビームとして用いられる。また、将来計画では大強度の安定核ビーム用のイオン源としても期待されている。これまでに、同イオン源から窒素やネオン等の気体元素のイオン化,加速は多くの実績がある。しかし、多様な短寿命核種のパイロットビームや大強度安定核ビームとして利用するために生成イオン種の拡大が求められている。そこでオーブン法により各種の金属イオンの生成を試みた。オーブン法では金属蒸気を生成するためのオーブンをイオン源内に直接導入する。そのためオーブンには坩堝容積を確保しながら本体の縮小化や、少ない熱輻射で高い到達温度等の相反する性能が求められる。これらの点を踏まえオーブンの開発を行った。結果、これまでにFeやAu等の17種類の金属イオンを生成することができた。
小林 鉄也; 千代 悦司; 鈴木 浩幸*; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 道園 真一郎*; 川村 真人*; 福井 佑治*; Fang, Z.*
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.320 - 322, 2005/07
J-PARCリニアックにおける324MHz低電力高周波制御の実機用システムがほぼ完成し、その性能評価を行った。本システムでは、クライストロン出力の安定性(高圧電源変動に依存)及び線形性を補償するためにアナログ回路のフィードバック制御システムを用いる。評価の結果、期待される性能(入出力特性の線形性、及び振幅・位相安定性それぞれ
0.23%, 0.22
)が得られた。また、その制御系の応答関数(振幅・位相の両方)を測定により得ることができたので、それによるトランジェントな解析の可能性について考察する。
森下 卓俊; 青 寛幸; 伊藤 崇; 上野 彰; 長谷川 和男; 池上 雅紀*; 久保田 親*; 高崎 栄一*; 田中 宏和*; 内藤 富士雄*; et al.
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.266 - 268, 2005/07
J-PARC線形加速器において、加速器要素機器の正確なアライメントは高品質のビーム加速にとって不可欠である。インストール時の基準となる墨出しは、機器の搬入に先立ってすべてのフロアーで完了している。本発表では墨出しの結果とインストール時におけるアライメントターゲットの設置精度の評価とアライメント手順、及び建物の長期変動をモニターするセンサーとそのメンテナンス装置の開発状況について報告する。
堀 利彦*; 千代 悦司; 山崎 正義*; 鈴木 浩幸*; 長谷川 和男; 吉田 光宏*; 山口 誠哉*; 穴見 昌三*; 福田 茂樹*
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.239 - 241, 2005/07
原研972MHz RFテストスタンドで昨年度実施した活動状況を報告する。第1点目は972MHzクライストロン初号機で観測された発振原因は、第2空洞とクライストロンビームとの高次モード結合だったことが判明し、この結果を反映した2号機改修管での再試験の結果、ほぼ設計値どおりの良好なデータを得たことである。第2点目は超伝導クライオモジュールの大電力試験についての成果である。長パルス(3ms)幅・大電力RFの要求性能を満足するシステム構成を検討・試作したところ、カソード電圧サグに起因するパルス平坦度の性能不足を、低電力RF機器に任意波形発生器を新たに採用することで性能の向上を図った。今回のシステム構成は非常に簡易であり、位相性能を問題にしないRFエージング試験などにおいては、非常に有用な回路構成であると言える。
渡邊 和彦*; 吉川 博; 榊 泰直; 高橋 博樹; 川瀬 雅人*; 杉本 誠*
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.451 - 453, 2005/07
J-PARCでは機器の物理情報、及び制御情報をデータベースにより管理することが決定し、その構築が行われている。このデータベースに各機器担当者が容易にアクセスできるよう、ユーザーインターフェイスは、ある程度データ収集時に使用した表フォーマットを踏襲したものとし、柔軟な検索・ソート機能を付加すれば活用しやすくなる。これは、上記の目的で開発したユーザーインターフェイスについて報告するものである。
川瀬 雅人*; 高橋 博樹; 榊 泰直; 伊藤 雄一*; 杉本 誠*; 渡邊 和彦*
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.633 - 635, 2005/07
J- PARC制御系では、ネットワークコントローラ(NTC)を有する機器がEPICSを用いて操作される。NTCは、上位計算機と直接接続できるが、EPICSでは、IOCと呼ばれるプロトコル変換計算機を上位計算機とNTC間に別途設置する。NTC制御試験の通信エラー時にはIOCの原因かNTCの原因か直ちに判断しなければならないが、原因追求時に操作画面上でEPICS経由/直接接続を容易に切換えることが可能であれば原因追求が非常に効率的になる。これを実現するツールについて報告する。
高橋 博樹; 榊 泰直; 佐甲 博之; 吉川 博; 伊藤 雄一*; 加藤 裕子*; 川瀬 雅人*; 杉本 誠*; 渡邊 和彦*
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.531 - 533, 2005/07
J-PARC 3GeV RCSは、高い周波数(25Hz)で連続的にMLFとMRにビームを入射する。そのため、RCS制御システムには、MLFとMRの入射ビームを区別した監視・操作を行うという、他に類をみない機能が必須である。本発表では、昨年の検討状況報告に引き続き、開発を進めている25Hz同期データ収集を可能としたDAQシステムとRCSの加速器構成機器データ管理システムを中心に、現状報告を行う。
奥村 進; 倉島 俊; 宮脇 信正; 吉田 健一; 柏木 啓次; 福田 光宏; 奈良 孝幸; 上松 敬; 石堀 郁夫; 中村 義輝; et al.
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.745 - 747, 2005/07
原研AVFサイクロトロンでは、マイクロビーム形成を目指して、フラットトップ加速システムを始めとする技術開発を行っている。これらの技術開発においては、サイクロトロン電磁石の磁場安定性が重要となっている。通常のマルチターン引出に対しては十分な磁場安定度を達成したが、シングルターン引出ではより高安定磁場が必要となっている。本発表では、鉄心温度定温化など、サイクロトロン電磁石の磁場高安定化についての現状と今後の課題について報告する。
沢村 勝; 永井 良治; 羽島 良一; 菊澤 信宏; 飯島 北斗; 西谷 智博; 峰原 英介
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.448 - 450, 2005/07
原研ERL-FEL超伝導加速器のディチューニング特性を計算と測定により求めた。ローレンツ力による空洞周波数変化の計算値は境界条件の違いにより、単セル空洞で31Hzから133Hz、5セル空洞で18Hzから67Hzとなった。ディチューニングの測定値にはピックアップカップラーからの位相信号の時間変化を用いて求めた。この周波数変化にはローレンツ力によるものとヘリウム冷凍機の機械振動によるものが含まれていた。ローレンツ力による周波数変化は計算とほぼ一致した。
青 寛幸; 上野 彰; 森下 卓俊; 長谷川 和男; 山崎 良成; 池上 雅紀*
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.332 - 334, 2005/07
ACSモジュールの初号機は5セルのACSタンクが2台と5セルのブリッジ空洞で構成され、バンチャー空洞として用いる予定である。3台のRFチューナーがブリッジ空洞に取り付けられており、RFの微調整を行う。運転周波数972MHzに合わせるため、ロウ付け前に各ACSタンクをこの微調整範囲に収まるように調整した。調整手順はRF解析やコールドモデル測定から検討を行ってきた。本論文ではRF調整の結果と製作状況、及び関連する開発項目等について報告する。
伊藤 崇; 浅野 博之*; 森下 卓俊; 加藤 隆夫*; 高崎 栄一*; 田中 宏和*; 吉野 一男*; 内藤 富士雄*
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.242 - 244, 2005/07
日本原子力研究所と高エネルギー加速器研究機構(KEK)が共同で進めている大強度陽子加速器計画(J-PARC)では、3MeV
50MeVまでのH
イオンの加速に、ドリフトチューブリニアック(Drift Tube Linac:以下DTL)が用いられる。DTLは全3空洞から成り、それぞれの空洞は3台のユニットタンクを結合することで構成される。DTL第一空洞(DTL1)は、KEKにおいて組立て,設置、及び加速試験までが行われ、各種ビーム特性測定が行われた。また、DTL2及びDTL3は、組立て終了後、各空洞の電場分布調整・周波数調整等、RF特性試験を行った。チューナー及びポストカプラーの調整の結果、共振周波数323.914MHz,各セルの平均電場分布のばらつき0.8%以下という値を得た。
倉島 俊; 宮脇 信正; 奥村 進; 石堀 郁夫; 吉田 健一; 柏木 啓次; 福田 光宏; 奈良 孝幸; 上松 敬; 中村 義輝
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.717 - 719, 2005/07
原研サイクロトロンでは、バイスタンダー効果やアポトーシスなどイオンビームの生物影響や宇宙用半導体のシングルイベント効果の研究をより微細な領域で行うために、集束方式のマイクロビーム形成技術によりビームスポット径及び照準位置精度1ミクロンを目指して研究開発を行っている。サイクロトロンによって加速されたビームをスポット径1ミクロンに集束させるためには、四重極レンズでの色収差の影響を考慮すると、ビームのエネルギー幅を0.02%以下にする必要がある。しかし、サイクロトロンから引き出されるビームのエネルギー幅は、一般的に0.1%程度である。そこで、エネルギー幅を最小化するために、加速電圧波形を最適化してビームのエネルギー利得を均一化するフラットトップ加速技術の開発を行っている。フラットトップ加速を実現するためには、一つのビームバンチを一度に取り出すシングルターン取り出しが必要条件である。シングルターン取り出しを簡便に確認するために高分解能デフレクタプローブを開発し、ビーム開発を行った結果、従来に比べて短時間でシングルターン取り出しが可能になった。
柏木 啓次; 岡村 昌宏*; Jameson, R. A.*; 服部 俊幸*; 林崎 規託*; 榊原 和彦*; 高野 淳平*; 山本 和男*; 岩田 佳之*; 藤本 哲也*
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.182 - 184, 2005/07
RFQ Linacとレーザーイオン源を組合せた手法"Direct injection scheme"によってレーザーイオン源からの高強度ビームをRFQ電場で捕獲し加速する研究を行っている。この方法によりNd-YAGレーザーイオン源からの高価数炭素イオンの加速実験を100MHz RFQ Linacで行った。
佐藤 健次*; 二宮 史郎*; 宮脇 信正; 福田 光宏; 小畑 修二*
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.159 - 161, 2005/07
磁場分布をフィールドインデックスの使用によって、角速度とローレンツ因子の2階微分の変数までの項に表記される3つの運動方程式を変換することが重要である。サイクロトロンの渦巻状軌道運動において一つの運動方程式が縦方向運動と横方向運動の両方に適用するため、2段階構成の非線形加速理論の重要な役割を果たすことについて報告する。
加古 永治*; 野口 修一*; 大内 徳人*; 宍戸 寿郎*; 土屋 清澄*; 赤岡 伸雄; 千代 悦司; 堀 利彦; 小林 秀樹*; 仲田 守浩*; et al.
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.191 - 193, 2005/07
原子力機構とKEKは共同で加速器駆動核変換システム用超伝導リニアック開発の一環として、
=0.725, 972MHz, 9セル超伝導空洞を2台実装したクライオモジュールを試作し、2Kまでの冷却試験並びに972MHzパルスクライストロンを用いた大電力高周波試験を実施した。パルス幅3ms,繰返し25Hzのパルス運転において、ピーク高周波電力350kWまで高周波入力カプラを通して9セル超伝導空洞に入力することに成功した。これによって、2台の超伝導空洞ともに目標加速電界強度10MV/mを超える14MV/mを達成した。また、ピエゾチューナーによるローレンツ力デチューニングの補償試験にも成功した。