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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。
松田 誠; 竹内 末広; 月橋 芳廣; 花島 進; 阿部 信市; 長 明彦; 石崎 暢洋; 田山 豪一; 仲野谷 孝充; 株本 裕史; et al.
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan, p.275 - 277, 2006/00
2005年度のタンデム加速器の運転日数は182日であった。加速管の更新により最高端子電圧は19.1MVに達し18MVでの実験利用が開始された。利用イオン種は21元素(28核種)であり、
Oの利用が全体の約2割で、おもに核化学実験に利用された。p, 
Li, 
Xeの利用はそれぞれ約1割を占め、p, LiはおもにTRIACの一次ビームに利用された。超伝導ブースターの運転日数は34日で、昨年度から始まったTRIACの実験利用は12日であった。開発事項としては、タンデム加速器では加速管を更新し最高電圧が19MVに達した。また高電圧端子内イオン源の14.5GHzECRイオン源への更新計画が進行している。超伝導ブースターは1994年以来高エネルギービームの加速に利用されてきたが、近年になりインジウムガスケットに起因する真空リークが発生している。空洞のQ値も下がってきており、対策として空洞に高圧超純水洗浄を施し性能を復活させる試験を進めている。KEKと共同で進めてきたTRIACは2005年3月に完成し、10月から利用が開始された。TRIACからのビームを超伝導ブースターにて5
8MeV/uのエネルギーまで加速する計画を進めており、TRIACからの1.1MeV/uのビームを効率よく加速するため、low
空洞の開発を行っている。
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 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan, p.962 - 964, 2006/00
大強度陽子加速器施設(J-PARC)のリニアック棟は平成17年4月に建屋が完成し、加速器機器の据付調整が行われている。現在、ほぼすべての機器の据付が完了し、調整作業を行っている。本発表では、インピーダンスを低く抑えるために施された接地系について報告するほか、漏れ電波測定や高調波フィルターなどについても報告する。
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1
m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。
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。
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。
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。
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。
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。
羽島 良一; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行; 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.251 - 253, 2006/00
2005年10月に、日本原子力研究所と核燃料サイクル開発機構が統合し、日本原子力研究開発機構が発足した。これに合わせて、自由電子レーザー研究グループはERL光量子源開発研究グループ(量子ビーム応用研究部門先進光源開発研究ユニットに所属)となった。これまでに蓄えた超伝導加速器の経験をもとにして、高出力自由電子レーザーに加えて、ERL型次世代放射光源の要素技術開発を行っている。本報では、ERLグループの現況を報告する。
Schnase, A.; 長谷川 豪志; 野村 昌弘; 田村 文彦; 山本 昌亘; 穴見 昌三*; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 橋本 義徳*; 大森 千広*; et al.
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.145 - 147, 2006/00
J-PARC RCSの加速空胴の最適なQ値はQ=2である。まずカットコアを用いる構成を検討した。カットコア空胴の場合、タンクの中の半割りのコア間距離を適切にすることにより、要求されるQ値を実現する一方、インピーダンスは保たれる。しかし、間隔の狭いカットコア空胴の実現には困難が伴うことがわかった。次に、Q=2のハイブリッド空胴を検討した。6個のタンクのうち4個はアンカットコア(Q=0.6)で満たされ、2個はより広い距離(Q=4)のカットコアで満たされる。Q=4のカットコアは、Q=2の場合より間隔が広く、より製作がしやすい。しかし、カットコアの製造には未だ問題が残っていたため、day-1オペレーションはアンカットコア空胴で開始される予定となった。しかし、Q=0.6の場合、最大ビームパワーに制限がある。この発表では、ハイブリッド空胴に基づき、アンカットコア空胴に高いQ値のインダクタとコンデンサーの平行な回路を加えることで、共振周波数をアンカットコア空胴の場合の1から1.7MHzに変えるとともに、Q値を0.6から2に変えるための実現方法を示す。その結果アンカットコアで満たされた空胴により、ほぼ完全なビームパワーでのオペレーションが可能となる。
鈴木 浩幸; 千代 悦司; 伊藤 崇; 長谷川 和男; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 道園 真一郎*; Fang, Z.*; 内藤 富士雄*; 田中 宏和*
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.493 - 495, 2006/00
J-PARC用加速空洞自動チューナーコントローラは加速空洞内の共振周波数を調整するための装置で温度による共振周波数のズレをカップの出し入れによって制御する装置である。しかしチューナーの現在位置(カップの挿入量)を計測する方式はポテンションメータからのアナログ値を使い表示させているため、ノイズによる影響が顕著に表れる。そのため、RFの要求スペック324MHzに対してチューナー感度10ミクロン(位相では0.17DEG)と言う精度での制御が確保することが難しいことから、チューナーコントローラのノイズ対策を施した。それにより対策前のノイズのふらつき
30ミクロンが対策後は10ミクロンまで精度が上がった。
野村 昌弘; 田村 文彦; Schnase, A.; 山本 昌亘; 長谷川 豪志; 穴見 昌三*; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 戸田 信*; 大森 千広*; et al.
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.454 - 456, 2006/00
J-PARCシンクロトロンの加速空胴は、6個の水タンクからなり、各水タンクには3枚の金属磁性体コアが装填されている。冷却方式は水による直接冷却方式を採用し、加速ギャップは3か所である。この加速空胴の特長は、高い加速電圧(45kV/Cavity)を達成するために金属磁性体コアを採用している点である。このような高加速電圧の条件で金属磁性体コアを用いた例はないため、300時間の連続通電試験等を行い金属磁性体コアの開発を進めている。本発表では、この金属磁性体コアの開発状況について述べる。
柏木 啓次; 岡村 昌宏*; 服部 俊幸*; Jameson, R. A.*; 山本 和男*; 藤本 哲也*; 神谷 富裕
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.570 - 572, 2006/00
直接プラズマ入射法(DPIS)は、大強度の重イオンビームを生成することを目的とした、イオン源から加速器へのビーム入射方法であり、その有効性が実験的に証明されている。だが一方、DPISによる加速ビーム波形はイオン源から出射するビームの波形と異なる原因が不明であるという問題がある。これまでDPISのシミュレーション手法が確立されていなかったため、DPISの加速ビーム波形や加速電流値の予測を行うことができず、この原因を解明することができなかった。これらの2つのビームパルス波形の関係を明らかにするため、実測データを初期値としたビーム引き出しシミュレーション及びビーム加速シミュレーションを行った。ビーム引き出しシミュレーションよりRFQ線形加速器に入射するビームパラメーターの時間変化が明らかになり、その結果を用いたビーム加速シミュレーションによって実験で得られた加速ビーム波形が再現された。これらの結果から、高ビーム電流領域において入射ビームと加速器のアクセプタンスの間でミスマッチが生じていることが明らかになり、入射ビーム波形と加速ビーム波形が異なる原因が解明された。
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20m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。
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。
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。