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石川 裕卓*; 甲斐 哲也; 佐藤 博隆*; 加美山 隆*
Journal of Nuclear Science and Technology, 56(2), p.221 - 227, 2019/02
被引用回数：3 パーセンタイル：31.89(Nuclear Science & Technology)We simultaneously measured neutron spectra and the temperature of a polyethylene moderator at the Hokkaido University Neutron Source (HUNS) driven by a compact electron accelerator to observe the effect of any temperature change on the reliability of spectroscopic transmission measurement. The ratio of the neutron effective temperature and the moderator temperature was constant in HUNS case, although both increased by 4-5 K within one hour after the start of accelerator-operation. This indicated that the neutron effective temperature was well estimated by the moderator temperature. The effect of the temperature change can be easily avoided by excluding data collection before the moderator warms up. These results suggested that the monitoring of moderator temperature is recommended in such neutron sources with a thermal neutron moderator to guarantee reliability of spectroscopic transmission measurement without sacrifices of cost, simplicity and maintainability.
井上 多加志; 柏木 美恵子; 谷口 正樹; 大楽 正幸; 花田 磨砂也; 渡邊 和弘; 坂本 慶司
Nuclear Fusion, 46(6), p.S379 - S385, 2006/06
被引用回数：35 パーセンタイル：74.54(Physics, Fluids & Plasmas)ITERに向けた静電加速器R&Dの目的は、大電流密度の負イオンを1MeVまで加速することである。原研MeV級加速器は、従来のクランプ理論やパッシェンの法則をMV級高電圧,長真空ギャップ領域に外挿して設計されている。さらに、絶縁物表面の沿面放電防止には、大型電界緩和リングによる陰極接合点の電界低減が効果的であった。これら真空絶縁技術により、真空絶縁型加速器で1MVを8,500秒間安定保持することに成功した。バイトンOリングのSF
ガス透過、並びに逆流電子によるポート損傷と真空リークを止めることにより、負イオンの表面生成が持続・促進され、カマボコ型負イオン源の高出力(
40kW)運転時に電流密度が飽和することなく増加した。この結果、電流密度146A/m
(全負イオン電流:0.206A)の負イオンビームを836keVまで加速することに成功した(パルス幅:0.2秒)。これは、ITERで必要とされる高出力密度負イオンビーム(1MeV, 200A/m)を世界で初めて実現したものである。さらに本論文では、EGS4コードを用いて制動X線の発生量を見積もり、光電効果による放電破壊の可能性を議論する。
ion beam in a large negative ion source花田 磨砂也; 関 孝義*; 高戸 直之*; 井上 多加志; 森下 卓俊; 水野 貴敏*; 畑山 明聖*; 今井 剛*; 柏木 美恵子; 坂本 慶司; et al.
Fusion Engineering and Design, 74(1-4), p.311 - 317, 2005/11
被引用回数：7 パーセンタイル：44.9(Nuclear Science & Technology)原研10A負イオン源を用いて、JT-60U負イオン源の問題点の1つである負イオン源内の負イオン密度の空間的不均一の原因について、実験的に調べた。測定の結果、ビームの空間分布はJT-60U負イオン源同様フィルター磁場に対して垂直な高さ方向(長手方向)に非対称であり、上半分領域の強度は下半分の約60%
80%程度であった。また、この時のプラズマ電極近傍の電子温度は高さ方向に対して均一なフィルター磁場を形成しているにもかかわらず不均一であり、上半分領域では13.5eVで、下半分領域ではほぼ1eV一定であった。高速電子の軌道を計算した結果、この高い電子温度の原因はカソードから放出した高速電子がイオン源の上部壁近傍に存在する10Gauss以下の領域を通って、フィルター磁場を飛び越えて、プラズマ電極に漏れ出すためであることが明らかになった。そこで、プラズマ電極への高速電子の漏れ出しを抑制するために、計算で予測された位置に、5cm
5cmの閉止板を取り付けた。その結果、イオン源上部の電子温度は1eV程度まで減少し、上半分領域における負イオンビームの一様性も大きく改善され、20%程度ビーム電流値が増加した。本研究により、負イオン密度の不均一性の原因の一つは高速電子のプラズマ電極への漏洩であることが明らかになった。
峰原 英介
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.55 - 56, 2005/07
次世代,高輝度及び大電流の電子源は光陰極,熱電子陰極,結晶ダイアモンド電子陰極及びその他のものに似ており、次世代ERL(エネルギー回収型線型加速器)に基づいた光源及びSASEのX線の自由電子レーザーを実現すると期待されている。JAERI FELグループは、大電流,高輝度及び長命電子源のための新しい結晶ダイアモンド電子陰極技術を最近開発し始めた。発表では、私たちは、戦略について説明し、議論する。そして結晶ダイアモンド陰極及び関連するダイアモンド陰極評価システムの予備的実験の測定を報告する。
峰原 英介; 羽島 良一; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行
Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.31 - 32, 2003/08
原研超伝導リニアック駆動自由電子レーザー施設及び研究開発の現状について報告する。半永久的に連続無停止運転が唯一可能な原研FELの超伝導加速器のための冷凍機運転状況,大型から超小型の産業用高出力FEL,次世代光源として急速に開発が進展しているERL放射光源の概念設計,要素検討研究,大規模産業応用等について概略報告する。
峰原 英介; 田中 英一*
Proc. of 11th Symp. on Accelerator Sci. and Technol., P. 119, 1997/00
自由電子レーザーは、クライストロン等のマイクロ波の発振管の原理を可視光やもっと短波長の電磁波の発生に応用したものである。電子エネルギーは基本的には波長と直接的な電子ビームの関係式があり、厳しい制限を課しているが、アンジュレーター周期等を短くし、電子のバンチを波長程度に短くすれば小型の高出力電子加速器を自由電子レーザー駆動源として動作させることが可能である。発振させるためには、大電流が狭い空間に閉じ込められている必要があるが、これが満たされず、発振に必要な増幅率を確保できなくても有用な、強度の大きな、短波長の電磁波が利用できる。小型の高出力電子加速器を用いて、空間的または時間的に可干渉である遠赤外域から硬X線域までの広い範囲の電磁波を生成できることを議論し、この新しい光源を提案する。小型の高出力電子加速器は、電子ビームが高品質であることが必要であるので、具体的には20MeVから10MeV程度の超伝導リニアック及び静電加速器を想定している。アンジュレーターは、発生波長によって結晶格子、超格子及び通常型プレナーアンジュレーター等を利用することが可能である。
横田 渉; 齋藤 勇一; 石井 保行; 奈良 孝幸; 荒川 和夫
Proc. of the 11th Int. Workshop on Electron Cyclotron Resonance Ion Sources; ECRIS 11, p.245 - 248, 1993/00
原研では、AVFサイクロトロンで加速できるイオン種とエネルギー範囲を拡大するために、新型のECRイオン源を開発している。これには、常伝導電磁石を用いたECRイオン源として最高の周波数である18GHzのマイクロ波を採用しており、極めて優れた多価イオン生成能力を出すことができる。また、電子銃を付加してさらに性能の向上を図ることや、金属イオンの生成がし易い様に、プラズマチェンバーに工夫がなされている。本講演では、ECRイオン源の基本性能を決定づけるミラー電磁石および多極永久磁石、プラズマチェンバー、さらにプラズマの大きさと形状を変えるために世界で初めて取付けるコイル磁石の設計結果について報告する。
横田 渉; 齋藤 勇一; 石井 保行; 奈良 孝幸; 荒川 和夫
Proc. of the 9th Symp. on Accelerator Science and Technology, p.92 - 94, 1993/00
原研AVFサイクロトロンで加速できるイオン種とエネルギー範囲を拡大するために、多価イオン生成能力の高いECRイオン源の開発を進めている。このイオン源には、常伝導電磁石を用いたものとしては世界最高の周波数である18GHzのマイクロ波を採用しており、これに対応して磁場強度も世界最高レベルである。電子銃を付加してさらに性能の向上を図ることや、金属イオンの生成がし易いようにプラズマチェンバーに工夫がなされている。本講演では、ECRイオン源の基本性能を決定づけるミラー電磁石、多極永久磁石、プラズマチェンバー、さらにプラズマの大きさと形状を変えるために世界で初めて取付けるコイル磁石の設計結果について報告する。
笹本 宣雄
JAERI-M 90-095, 16 Pages, 1990/06
高エネルギー電子加速器の遮蔽設計計算は、通常、点線源に基づく点減衰核法を用いて行われる。現実的で且つ合理的なSPring-8の遮蔽設計を目的として、ガウスールジャンドル数値積分法を用いた、線状線源に基づく点減衰核法の計算式を導出した。SPring-8に対応した8mの長さの線状線源を仮定すると、点線源に基づく線量当量率の約半分の値になることがわかった。
渡邊 和弘; 荒木 政則; 大楽 正幸; 堀池 寛; 小原 祥裕; 奥村 義和; 田中 茂; 横山 堅二
Review of Scientific Instruments, 61(6), p.1694 - 1698, 1990/06
被引用回数：9 パーセンタイル：69.84(Instruments & Instrumentation)半円筒型・マルチカスププラズマ源において、一次電子の分布がイオン組成比に及ぼす影響について調べた。もし一次電子が多数プラズマ電極近傍に存在すれば、分子イオンが多数生成され解離される前に引き出しされるのでプロトン比は低下すると考えられる。一次電子の分布が異なると考えられる数種の磁場配位について3Dコードによる軌道計算を行い、プロトン比の測定結果と比較した。その結果、プロトン比の低い条件ではプラズマ電極近傍に一次電子が多く分布することが判った。これを実験的に確かめるためプラズマ電極の浮動電位を測定した。その結果、プロトン比が低い条件では電位も低くく、多数の一次電子が存在していることが明らかになった。つまり、プロトン比を決める要素として、従来のプラズマ体積とイオン損失面積の比の他、一次電子の分布も重要な役割を担っていることが証明された。
C.Dupont*; Y.Jongen*; 荒川 和夫; 横田 渉; 佐藤 岳実*; 立川 敏樹*
Review of Scientific Instruments, 61(1), p.265 - 266, 1990/01
被引用回数：6 パーセンタイル：62.09(Instruments & Instrumentation)JAERI-AVFサイクロトロンの外部イオン源として、ECRイオン源OCTOPUSを製作し、第一ステージに14.3GHz、第二ステージに6.4GHzのマイクロ波を用いた。このECRイオン源を用い、多価重イオンの生成試験を行なった結果、Ar14価、Kr20価、Xe23価まで生成された。この試験結果を、第二ステージに8.5GHzを用いたルーバン大学(ベルギー)のECRイオン源の結果と比較し、マイクロ波周波数やイオン源のディメンジョンの差の影響について検討した。
and XeF ion beams for the tandem electrostatic accelerators峰原 英介; 阿部 信市; 吉田 忠; 佐藤 豊; 神田 将; 小林 千明; 花島 進
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 5, p.217 - 220, 1984/00
被引用回数：4 パーセンタイル：55.11(Instruments & Instrumentation)ヘリウムより重い希ガス元素の負イオンは不安定でこれらの電子親和力は負である。希ガス元素は非常に不活性なので他の物質と反応して正の親和力を持つ化合物を作ることはできないと考えられてきた。我々の仕事以前には希ガス元素とその化合物の負イオンビームを得る試みは行われていない。前回我々は横引き出しペニングイオン源で約1nAのKrFとXeFイオンが生成し、引き出されている事をKrとXeの質量分布を測定する事によって確認した。故に希ガス化合物負イオンを用いてタンデム加速器でKr、Xeを加熱する大きな可能性がある。今回、原研タンデム加速器の入射器に設置されたペニングイオン源と特別設計のガス系を用いてこれらの負イオン電流を大巾に増加させる事ができた。KrFとXeFの典型的な電流強度は各々100nAと50nA、最大強度は各々320nA、150nAであった。原研タンデム加速器によるこれらの元素の加速が現在進行中である。
田中 茂; 秋場 真人; 水橋 清; 小原 祥裕; 奥村 義和
Review of Scientific Instruments, 55(7), p.1069 - 1073, 1984/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Instruments & Instrumentation)加速部から流入するが逆流電子が到達不可能な位置にホローカソードを配置したイオン源を考案し、試作した。放電室はビーム軸と垂直な中心軸を有する半円筒の形状であり、内部は多極磁場配位となっている。円筒軸の延長線上にホローカソードを配置した。このイオン源に関し初期実験を行ったところ、最大で0.64A/kwのアーク効率、約70%のガス効率を得、また85%のプロトン比が得られた。更に、引出されたビーム中の金属不純物の割合が無視可能なほど低いことが測定により明らかとなった。本イオン源の諸性能は、中性粒子入射装置に従来用いられているタングステンフィラメント付多極磁場イオン源の性能に充分匹敵し得るものである。
秋場 真人; 堀池 寛; 栗山 正明; 小原 祥裕; 奥村 義和; 柴田 猛順; 田中 茂
JAERI-M 83-099, 39 Pages, 1983/07
粒子入射装置用イオン源の大出力、長パルス化に伴いイオン源各部の熱除去が重要な課題となってきている。特に、イオン源アークチェンバの設計では、ソースプラズマ、逆流電子等の熱負荷が、どのようにチェンバ壁へ入るかが重要な問題である。本報告は、イオン源アークチェンバ壁への熱負荷評価式を導き、実験的に検証したものである。
峰原 英介; 阿部 信市
Nuclear Instruments and Methods, 190, p.215 - 216, 1981/00
He以外での希ガス元素(Ne,Ar,Kr,Xe,Rn)は単体の電子親和力が負であるので単体負イオンとして生成不可能、かつ化合物を作らないので化合物負イオンの生成も不可能と考えられてきた。この為初段加速において負イオンが不可欠であるタンデム加速器ではこれらの希ガス元素の加速が不可能とされて来た。しかしながらKrとXeについては数種類の弗化物の存在が知られている。したがってこれらの化合物を用いればKrとXeの弗化物負イオンを生成する可能性があると考えられる。原研では、この弗化物の1つであるKrF
を原料ガスとして、KrFの生成と分析に世界で初めて成功した。使用したイオン源は横引出し型PIGイオン源である。KrFの生成は質量分析計による同位比の測定により確認された。
