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羽島 良一
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.634 - 636, 2007/08
ERL放射光源では極めて小さなエミッタンスの電子ビームが求められており、ERL合流部における縦方向,横方向の空間電荷力によるエミッタンス増大が問題となる。これらの効果を解析し、その抑止を図る方法を提案する。
柏木 啓次; 岡村 昌宏*; 田村 潤*; 高野 淳平*
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.739 - 741, 2007/00
直接プラズマ入射法(DPIS)は、レーザープラズマからビームをRFQ線形加速器空洞端部で引き出して入射し、高強度の重イオンビームを生成するためのビーム入射方法である。筆者はビーム加速実験の解析により、ビームを引き出す位置である空洞端部から加速器の収束力が働く電極部までの空間をビームが進行する間にビームが広がることによって、RFQ線形加速器のアクセプタンスとビームのエミッタンスのマッチングが悪化し、加速ビーム電流の低下を引き起こすことを明らかにした。この問題を解決するために、ビーム引き出しをRFQ空洞内部の加速電極先端部で行うことを考案した。この方法では、ビームは引き出された直後にRFQ線形加速器の四重極収束電場に捕獲されるが、加速器空洞内にイオン源のビーム引き出し電極が存在することが、空洞の高周波特性に影響することが懸念される。このため、共振周波数とQ値をネットワークアナライザーで測定した。その結果、影響は無視できる程に小さく、加速器空洞内にビーム引き出し電極を設置できることが明らかになった。
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。
山崎 正義; 千代 悦司; 小林 鉄也; 堀 利彦; 鈴木 浩幸; 穴見 昌三*; 川村 真人*; 福井 佑治*; 南茂 今朝雄*; Fang, Z.*; et al.
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.516 - 518, 2007/00
大強度陽子加速器施設(J-PARC)のリニアックでは周波数324MHzのMアノード型パルスクライストロンを運転(繰り返し25Hz, RF幅600
s)し、ビームコミッショニングが進められている。高周波源は、6台のクライストロン用直流高圧電源,20台の324MHzクライストロン,4台の半導体増幅器で構成され、励振系として24台の低電力RF制御(LLRF)システムがある。これまで高周波源においては、テストスタンドによる各種パラメータの取得,2006年10月よりクライストロン用高圧電源の試験調整,加速空洞のコンディショニングと順次進めてきた。11月からビームコミッショニングが開始され、2007年6月末までに2週間以上の連続運転を8回(2週間7回,3週間1回)実施している。その間の2007年1月にはビームコミッショニングの当初目標であった負水素イオンビームをエネルギー181MeVの加速に成功し、高周波源としてこれらに貢献した。ビームコミッショニング時の高周波源運転状況は、大きな不具合もなくおおむね順調である。本発表では、これまでの高周波源運転の状況及び実施したメンテナンス等について報告する。
大川 智宏; 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.766 - 768, 2007/00
L3BTは、J-PARCの線形加速器と3GeV RCSを結ぶビーム輸送系である。線形加速器の第I期のビームコミッショニングは、2006年11月から開始されている。第I期のビームコミッショニングでは、0度ダンプと30度ダンプを含むL3BTの約半分しか使用できないが、その範囲内で、マッチング,偏向電磁石の調整,軌道補正等を実施した。ビームコミッショニングの際には、加速器をモデル化するためにTRACE3D, XAL等のシミュレーションコードを使用しているが、これまでのビームコミッショニングで得られた測定結果とシミュレーション結果は、基本的には一致することを確認した。
松田 誠; 仲野谷 孝充; 沓掛 健一; 花島 進; 竹内 末広
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.736 - 738, 2007/00
原子力機構タンデム加速器では高電圧端子内の入射装置に10GHzの永久磁石型電子サイクロトロン共鳴イオン源(ECRIS)が設置され、イオンビームの強度及びエネルギーの増強が行われている。このイオン源から引き出されるイオンビームを有効に利用するため、高電圧端子の低エネルギー側に設置する新たな入射装置を開発した。この配置では十分な磁場強度と分解能を有する180
偏向電磁石をビーム分析に使用するので、質量電荷比の大きなイオンが利用でき、かつ加速管へ入射するビームの精度よい分離が可能である。新入射装置では質量電荷比の大きなXe
(A/q
20)イオンなども利用可能になったことで50MeVの低エネルギービームの加速が可能となり、50MeV
300MeVの広範なエネルギー領域のビームが利用できる唯一の加速器となった。新たな入射装置の開発とその利用状況について報告する。
小林 鉄也; 千代 悦司; 堀 利彦; 鈴木 浩幸; 山崎 正義; 穴見 昌三*; Fang, Z.*; 福井 佑治*; 川村 真人*; 道園 真一郎*; et al.
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.510 - 512, 2007/00
J-PARCリニアックでは2006年10月からRFシステムすべての大電力運転が開始され、順調に空洞エージングが進み、2007年1月には目標の181MeV加速に成功した。ビームコミッショニングにおいて、これらRFシステムには大きなトラブルがなく、ほぼ順調に稼働し、要求される安定性を満たすことができた。ビームローディング補償についても、FB制御だけでは補償できないビーム立ち上がりのリップルをFF制御により完全に補償できることができた。その他、実際の運転におけるRF制御の性能について詳細を報告する。
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。
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。
堀 利彦; 山崎 正義; 千代 悦司; 鈴木 浩幸; 青 寛幸; 平野 耕一郎; 長谷川 和男
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.425 - 427, 2007/00
原子力機構原子力科学研究所内の陽子加速器開発棟地下2階に設置されている972MHz RFテストスタンドの2007年度の活動状況を報告する。2007年度はJ-PARCリニアックのビームコミッショニングが本格化したことに伴って、その活動は2006年度同様大幅に縮小したが、以下に主な活動項目を示すと、(1)実機対応のクライストロンオイルバスからの絶縁油漏れ対策、(2)70W半導体アンプ(972クライストロン励振用)の結露対策、(3)ACSバンチャー空洞初号機のRF窓温度再試験、(4)972クライストロン3号機でのRF窓温度上昇試験並びに、立体回路RF機器の温度上昇試験である。特に窓温度試験では、窓温度を測定する非接触の赤外線放射温度計をあらかじめオフライン上で温度較正することで計測精度を上げる工夫を行い、(1)クライストロン定格出力時(平均電力: 90kW)の温度上昇が約70Cであること、(2)窓の冷却方式は間接冷却でも十分に実機の使用に耐えること、などの新たな知見を得た。
鈴木 浩幸; 千代 悦司; 伊藤 崇; 小林 鉄也; 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*; et al.
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.513 - 515, 2007/00
大強度陽子加速器(J-PARC)のLinacは現在、BUNCHER12, CHOPPER, RFQ, DTL13, SDTL115, DEBUNCHER12で構成されており高周波源としKlystoron20台,半導体アンプ4台の計24台が稼動している。それらの主な制御の中核にはPLCを使っており、低電力高周波の制御もPLCで行っている。今回、新たにビーム加速運転の効率化のために、3つの制御モード,SlowStart機能,QuickRecovery機能,自動チューナー制御機能をPLCに付加した。今までインターロックによるビーム遮断に対しては加速器全体に少なからず影響を与えていたが、今回この3つの機能を追加したことによりほとんどが自動化されビーム遮断に対しての影響、ビームが加速できるまでの待ち時間を最小にすることが可能になった。本発表ではこれらの3つの機能を紹介するとともに、低電力高周波のPLCの現状についても紹介する。
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.
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。
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。
