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前原 直; 市川 雅浩
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.3284 - 3286, 2013/07
In the design of prototype RFQ linac for the IFMIF/EVEDA Project, a 175 MHz RFQ, which has a longitudinal length of 9.78 m, was proposed to accelerate deuteron beam up to 5 MeV. The operation frequency of 175 MHz was selected to accelerate a large current of 125 mA in CW mode. The overall driving RF power of 1.28 MW by 8 RF input couplers has to be injected to the RFQ cavity. For the transmitted RF power tests of RF couplers, a coupling cavity to connect with two RF couplers is needed. For this purpose, two types of coupling cavity for the 175 MHz have been designed. One is a capacitive coupling cavity with the 6 1/8 inch co-axial waveguide and double loop coupling structures, and the other one is a ridge cavity type with a rectangular waveguide. In this article, these RF designs and engineering designs will be presented in details.
前原 直; 市川 雅浩; Palmieri, A.*
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.3287 - 3289, 2012/09
In the design of prototype RFQ linac for the IFMIF/EVEDA Project, a 175 MHz RFQ, which has a longitudinal length of 9.78 m, was proposed to accelerate deuteron beam up to 5 MeV. The operation frequency of 175 MHz was selected to accelerate a large current of 125 mA in CW mode. The overall driving RF power of 1.28 MW by 8 RF input couplers has to be injected to the RFQ cavity. As a part of the validation of the coupler design, the beta factor (coupling coefficient) was measured on Aluminum RFQ at INFN Legnaro with on-purpose, real-scale dummy aluminum couplers for the installed depths of L = 27, 40, 45, 48 and 73 mm. In this article, measurement and calculation results performed with the 3D code HFSS for coupling factor evaluation will be presented in details.
梅森 健成*; 古屋 貴章*; 阪井 寛志*; 佐藤 昌史*; 篠江 憲治*; 沢村 勝; Cenni, E.*
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.2227 - 2229, 2012/07
ERLの試験施設としてコンパクトERLが進められている。この計画の第1段階として主空洞で30MVの加速を行う。9セル空洞が2台製作され、種々の表面処理がなされた。最終の電界研磨においては低電流密度モードで行われた。2台の空洞について縦測定が行われ、加速電界は25MV/mを、Q値は20MV/mで1
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を達成した。フィールドエミッションは14と22MV/mで起こり始めた。両空洞ともERLの要求仕様を満たしている。縦測定の詳細をX線と温度測定の結果とともに発表する
Cenni, E.*; 古屋 貴章*; 阪井 寛志*; 梅森 健成*; 篠江 憲治*; 佐藤 昌史*; 沢村 勝
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.295 - 297, 2012/07
ERL開発において、Lバンド超伝導加速器空洞の性能試験を行っている。空洞性能を制限するものの1つがフィールドエミッションによるパワーロスである。この現象を探るため、粒子軌道計算コードを用いて電子の軌道と空洞内面でのエネルギー損失を求めた。さまざまな状況を再現するため異なる発生場所,加速電界及び加速位相について計算を行い、フィールドエミッションの発生場所を特定しようと試みている。計算結果と測定結果を比較し、その有用性を検証する。
高橋 博樹; 小島 敏行; 成田 隆宏; 榊 泰直; 小向 聡*
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.3972 - 3974, 2012/07
IFMIF/EVEDA加速器(LIPAc)の制御システムはEPICSを採用し、機器の遠隔監視制御、データ収集を行う。LIPAcは、IFMIF加速器を構成する基本的な機器で構成されており、それら機器の工学実証を目的としている。よって、LIPAcにおける各機器Commissioning、並びに、加速器Commissioning等のすべてのデータは、工学実証における各機器性能の検証、及び、IFMIF加速器開発活動において、非常に重要である。このように、LIPAcに関する重要なデータを確実に収集し、さらには、検証作業、開発活動における効率的なデータ検索を実現するために、Relational Database(RDB)をベースとしたデータ収集系の開発を開始した。LIPAc用DACの設計方針として、RDBとしてはPostgreSQLを用い、データ収集能力の確保、及び、データ増加時の対応を考慮し、データ収集用RDB複数台でデータ収集系を構築することとした。また、検索用PCを1台設置し、このPCを介してのみユーザはデータ検索可能とすることで、複数台のデータ収集用RDBがユーザからは1つのRDBとして扱うことを可能とすることとした。本件では、この方針のもと開発を進めている、LIPAc用データ収集系の開発状況を報告する。
梅森 健成*; 江並 和宏*; 古屋 貴章*; 阪井 寛志*; 佐藤 昌史*; 篠江 憲治*; 沢村 勝; Cenni, E.*
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.67 - 69, 2012/07
ERLの試験施設であるコンパクトERLが日本で建設されている。主加速器においては熱設計や空洞のアライメントを考慮して、2つの9セル空洞を収めてクライオモジュールを1つ開発中である。2つの9セル空洞は既に製作され、縦測定で空洞の要求仕様を満たしていることを確認している。加速電界はフィールドエミッションがなく25MV/mに達している。入力カップラーを2台、HOMダンパーを3台スライドジャック式チューナーを2台製作中である。入力カップラーは300kWクライストロンを使って大電力試験を行う予定であり、HOMダンパーに関しては冷却試験と高周波特性の測定を行った。チューナーも室温での性能試験を行っている。クライオモジュールは2012年夏に組立予定で、冷却試験,大電力試験を行ったのち、ビーム試験を行う予定になっている。
發知 英明; 原田 寛之; Saha, P. K.; 菖蒲田 義博; 田村 文彦; 山本 風海; 山本 昌亘; 吉本 政弘; 入江 吉郎*; 小関 忠*; et al.
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.3918 - 3920, 2012/05
J-PARC RCSは、2008年12月に、4kWのビーム出力でユーザー運転を開始した。以来、RCSのビーム出力増強は順調に進展している。RCSは、現在までに、1%以下の低ビーム損失で420kW相当のビーム加速に成功し、ユーザー運転時のビーム出力は、210kWに増強されている。現在のRCSにおけるビーム調整の主課題の一つは、出射ビームの品質を向上させる、つまり、大出力かつ低ビームハローのビームを作ることである。本論文では、ビームハロー低減に向けたRCSでの最近の取り組みを紹介する。
山本 昌亘; 野村 昌弘; Schnase, A.; 島田 太平; 田村 文彦; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 大森 千広*; 高木 昭*; et al.
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.2952 - 2954, 2012/05
J-PARC RCSにおいては、大強度ビームをMRへ供給している。加速器の安全運転を継続するためには、MRの入射におけるビーム損失を避けることが重要であり、そのためには、RCSの取り出しにおける縦方向エミッタンスを最適化しなければならない。RCSとMRの間で縦方向エミッタンスの形を一致させるためには、RCSの加速過程において縦方向エミッタンスを増大させるのが望ましい。われわれは、RCSにおいて縦方向エミッタンスの増大に関する粒子トラッキング数値計算を行い、加速器のビームロスの抑制に有効な手法があることを見いだした。
田村 文彦; 山本 昌亘; Schnase, A.; 吉井 正人*; 大森 千広*; 野村 昌弘; 戸田 信*; 島田 太平; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.3924 - 3926, 2012/05
J-PARC MRでの大強度陽子ビームの加速のために、ビームローディング補償は重要である。MRのMA空胴の
値は約20であり、ウェーク電圧は加速ハーモニック(
=9)だけでなく、隣接するハーモニクス(=8, 10)も含む。J-PARC MRでは、ビームローディング補償のためにJ-PARC RCS同様にRFフィードフォワード法を採用している。この発表では、フィードフォワードシステムの詳細及びビーム運転の結果について紹介する。
池上 雅紀*; Fang, Z.*; 二ツ川 健太*; 宮尾 智章*; 丸田 朋史; 佐甲 博之; 三浦 昭彦; Wei, G.; 田村 潤
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.3293 - 3295, 2012/05
J-PARCは2011年3月に発生した東北大震災によって甚大な被害を被り、長期間の停止を余儀なくされた。復興作業後、加速器運転を再開したのは2011年12月である。本論文では、ビーム運転再開後のリニアックの運転状況について報告する。12月のビーム運転再開後、1月上旬にかけて実施した計14日間のビーム調整により、1月下旬には震災以前の強度には及ばないものの、利用運転に耐える状況を構築した。また利用運転再開後も、継続的にビームロスの低減に取り組み、原因をひとつひとつ取り除いた。本論文では、特にマクロパルス先頭の顕著なロス、地震の揺れによるビームダクト歪みに起因したロスの詳細について報告している。これらの取り組みにより、最終的に残留放射線レベルをビーム運転再開当初から1桁改善させることに成功した。この結果、3月から震災以前と同じ強度で安定的な運転を達成している。しかしながら、依然としてビームロスは震災以前よりも高く、さらにビームロス低減に取り組む必要がある。また震災後に加速空洞1台が不調となっており、設計値からずれた設定で運転する等、懸念事項も存在する。今後もこれらの事柄について取り組んでいく。
畠山 衆一郎
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.843 - 845, 2012/05
一般的にシンクロトロンではバンチしたビームがリングを一周する間の横方向の振動数(通常ベータトロンチューン又は単にチューンと呼ばれる)は、加速器の不安定性を避けるための基本的な制御項目の一つである。このレポートではビームの不安定性への影響について言及されないが、バンチごとの横方向のビーム位置からベータトロンチューンを測定するためのさまざまな方法に焦点を当てる。以下の項目が提示される、(1)特定の場所での時間領域のビームの位置の最小二乗フィッティング。(2)特定の場所におけるビーム位置を周波数領域に変換しその分布のピークサーチを行う。(3)特定の場所におけるビーム位置の位相空間解析を行う。(4)リングの軌道上の多くの場所のビーム位置を正規化座標にして周波数ドメインの解析を行う。実際の加速器への適用については、J- PARC(大強度陽子加速器施設)のデータを示す。
想田 光*; 中尾 政夫*; 野田 章*; 頓宮 拓*; 伊藤 清一*; 岡本 宏巳*; 百合 庸介; 神保 光一*; Grieser, M.*; He, Z.*
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.397 - 399, 2012/05
The longitudinal temperature of 40 keV 
Mg
beams was measured through bunch length measurement during laser cooling at S-LSR. The bunch length was measured as time-domain signals from a pair of parallel-plate electrostatic pickups. Injected non-cooled beams gave a bunch length of 2.5 m and cooled beams had two components of broad and sharp distributions. The broad distribution had a longitudinal length of 2.2 m, which is close to that of the initial beam. The length of the sharp distribution shrunk to 0.25 m and is expected as a cooled part. The capture efficiency of cooling, which represents the ratio of particle numbers of the cooled part and the total particle number, varied with laser detuning. With a scanning range of 2 GHz, it was improved from 66% to 92%, while the bunch became longer by 10% with scanning. A new scheme for improving the capture efficiency will be applied to attain a strong signal from a low-current low-temperature beam.
野田 章*; 中尾 政夫*; 想田 光*; 頓宮 拓*; 伊藤 清一*; 岡本 宏巳*; 大崎 一哉*; 百合 庸介; 神保 光一*; Grieser, M.*; et al.
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.394 - 396, 2012/05
Mg ion beams have been successfully laser-cooled both in longitudinal and transverse directions at S-LSR in ICR, Kyoto University. The cooling rate, however, is not strong enough to realize a crystalline beam due to heating from intra-beam scattering (IBS). Reduction of the beam intensity is inevitable to suppress this IBS effect, which, however, had resulted in poor S/N ratio for observation of the transverse beam size. We, therefore, describe a new beam-scraping scheme: The scheme selects out ions in the distribution tail of the transverse phase space, keeping the beam density in the core part by simultaneous application of multi-dimensional laser cooling and beam scraping. The strategy to realize the scheme effectively has been searched by combination of the beam experiments and computer simulations.
-ray source by compressed Nd:YAG laser pulse大東 出; 神門 正城; 小瀧 秀行; 林 由紀雄; 静間 俊行; 早川 岳人; 羽島 良一; 大垣 英明*
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.4124 - 4126, 2012/05
原子力機構と京都大学では核テロ防止を目的とした、貨物コンテナ中に隠された核物質の非破壊検知システムの開発を行っている。このシステムでは核物質の共鳴準位に合わせたエネルギーを持つレーザーコンプトン散乱(LCS)による単色線を用い、コンテナ中に隠された核物質からのNuclear Resonant Fluorescenceからの線を計測することにより、核物質の同位体の同定を行うことを可能とする。核物質検知に必要とされる線量は毎秒310
個程度と見積もられ、これは既に行われた原子力機構のマイクロトロンにおけるLCS-線収量の100倍に相当する。必要とされる線量を達成するため、LCSに用いるNd:YAGレーザーのパルス幅(10ns)を誘導ブリユアン散乱(SBS)により200ps程度まで圧縮し、レーザー強度を上げることにより、線収量の増強を図る。パルス圧縮されたNd:YAGレーザーと原子力機構マイクロトロン加速器からの150MeV電子ビームとを用い、400keVのLSC-線の発生実験を行った。レーザーパルス圧縮と線発生の実験結果について報告する。
百合 庸介; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 石堀 郁夫; 奥村 進
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.1062 - 1064, 2012/05
The intensity distribution of a charged-particle beam is transformed by applying the nonlinear focusing force of a multipole magnet. The transformation of the transverse intensity distribution due to the second-order sextupole and third-order octupole focusing force in the beam transport line is explored. As a measure of the distribution transformation induced by the multipole magnets, the beam centroid displacement and the change of the beam size have been analytically derived using the distribution function of the beam. It is numerically verified how the transverse distribution of the beam is transformed by the multipole magnets. As an application of the distribution transformation by nonlinear focusing, a uniform beam can be formed from a Gaussian beam using multipole magnets. The current status and future plan will be shown on the experiment of the uniform-beam formation at the cyclotron facility in Japan Atomic Energy Agency.
吉本 政弘; 山本 風海; Saha, P. K.; 明午 伸一郎; 發知 英明; 林 直樹; 岡部 晃大; 金正 倫計
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.2122 - 2124, 2012/05
横方向のビームハローは大強度加速器の性能を制限する重要なパラメータの一つである。それゆえにJ-PARC 3GeV RCSのビーム強度を増強するために、横方向のビームハロー測定が必要となる。加速器運転中にビームハローを測定するために、アルミ製板型電極を水平及び垂直方向にスキャンするタイプのハローモニタをビーム取出しラインに設置している。しかし、残留する2次電子のためにハロー測定が困難になっている。そこで、本モニターの使用上の課題とその対策について報告する。
荻原 徳男; 菅沼 和明; 引地 裕輔; 西川 雅章; 柳橋 亨; 神谷 潤一郎; 金正 倫計
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.487 - 489, 2012/05
Kicker magnets are used to kick out the accelerated beam to the beam transport lines in the RCS of the J-PARC. A high voltage is applied to kickers for a short period, so they must be installed in a vacuum to prevent discharge. Therefore, it is important to reduce the outgassing of water vapor from the ferrite cores. After bake-out at 200
C for 300 hours, the outgassing rate decreased to less than 110
Pam/s. However, the small amount of water vapor and carbon monoxide were emitted from the ferrite cores at charging voltage of 80 kV. This time, we have decided to construct the reserve magnets with very low outgassing at high-voltage discharge. First of all, the thermal desorption behavior of the ferrite was investigated. Water vapor has two peaks: at about 150C and 350C. Carbon monoxide is rather largely emitted around 400C and then decreases with the temperature. From these results, the ferrite cores were vacuum-fired at 450C for 48 h. Then the good properties for the magnetic cores were confirmed. And now the assembling of the kicker magnet is undertaken.
菖蒲田 義博; 金正 倫計
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.3051 - 3053, 2012/05
In proton synchrotron, ceramic chambers are used as vacuum chambers to avoid the effect from eddy current excited by the external magnetic field on the field. One of the standard methods of the derivation of the impedances of the ceramic chambers is the field matching technique. In this report, we reproduce the formulae of the ceramic chambers in terms of electric and magnetic polarities. It is clarified that the contribution from the electric polarity is dominant to the impedances.
高柳 智弘; 林 直樹; 植野 智晶; 富樫 智人; 谷 教夫; 金正 倫計; 戸田 克則*
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.3626 - 3628, 2012/05
J-PARCのLINACの400MeVへのエネルギーのアップグレードに対応して、3GeV RCSの入射用バンプ電磁石の新しい電源を設計した。シフトバンプ電磁石用の新しい電源は、出力電流パターンを形成する機能を持つコンデンサーバンクで構成される。この電源は、コンデンサーへの給電と放電で整流する方法を使用する。また、パターン形成のために3回しかスイッチ操作をしないため、従来のスイッチング電源に対して、ノイズの源になるスイッチの頻度が少なくなる。したがって、スイッチングによるリプルがはるかに小さくなることが期待できる。全体構成の1/16スケールのモデルが製造され、その特性を評価した。この論文では、新しい電源の設計パラメータ及び実験結果について要約を報告する。
山本 風海; 林 直樹; 發知 英明; Saha, P. K.; 原田 寛之; 吉本 政弘; 金正 倫計; 佐伯 理生二; 畠山 衆一郎; 加藤 新一*
Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.3901 - 3903, 2012/05
J-PARCの加速器及び実験施設は、2011年3月11日の東日本大震災により大きな被害を受けた。しかしながら、施設の復旧を急ぎ2012年の12月からビーム運転を再開した。運転再開後のビーム試験の結果から、J-PARC RCS入射部付近における運転時のビームロスとそれにより発生する残留線量が震災前の10%程度まで低減できていることがわかった。これは復旧作業と並行して設計,製作し、新たに設置したコリメータがロスを局所化しているためである。また、入射部以外のロスと線量の分布は震災前と変わらず低く保たれていることもわかった。現在、J-PARC RCSは震災前と変わらないビーム強度で中性子ユーザー及び50GeVメインリングにビームを供給している。
