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柏木 啓次; 福田 光宏; 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*; et al.
Review of Scientific Instruments, 77(3), p.03B305_1 - 03B305_4, 2006/03
被引用回数：12 パーセンタイル：52.23(Instruments & Instrumentation)Direct injection schemeは空間電荷効果によるビーム損失を回避するために、低エネルギービーム輸送部を介さないでレーザーイオン源で生成したイオンをRFQ線形加速器に入射する新しい方法である。C
ビームの大電流化を実現することによりシンクロトロンへのシングルターン入射が可能となり、その結果マルチターン入射に比べて電磁石の大きさを小さくすることができる。Nd-YAGレーザーで生成した大電流CビームをDirect injection schemeによってRFQ線形加速器に入射し、加速実験を行った。その結果17mAのCビームを加速することに成功し、大電流のフルストリップ炭素イオンビームをDirect injection schemeによって加速できることを実験的に証明した。
井上 多加志; 花田 磨砂也; 柏木 美恵子; 西尾 敏; 坂本 慶司; 佐藤 正泰; 谷口 正樹; 飛田 健次; 渡邊 和弘; 発電実証プラント検討チーム
Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1291 - 1297, 2006/02
被引用回数：11 パーセンタイル：60.11(Nuclear Science & Technology)核融合発電実証プラント用中性粒子入射装置(NBI)について、発電実証炉で要求される性能を議論し、その実現への技術課題を検討した。大型プラズマの加熱・電流駆動を担う発電実証プラントのNBIは、これまで以上の高効率,高エネルギー,高信頼性・長寿命化が要求される。加速器には、高効率・高エネルギーの点から、静電加速方式の選択が現実的である。放射線環境での運転を考慮すると真空絶縁が不可欠であり、その設計ガイドラインから、ビームエネルギー1.5
2MeVが可能であることを示した。負イオン源の信頼性向上,長寿命化ためには、従来の大電流・高電流密度負イオン生成技術に立脚した、フィラメントレス・セシウムフリー負イオン源の開発が必要である。さらに、NBIシステムの効率を決める中性化方式については、従来のガス中性化(効率60%)では要求性能を満足し得ず、中性化効率80%以上のプラズマ中性化等が必要となる。最近、高効率・連続運転の可能な高出力半導体レーザーが製品化されており、これを用いて中性化効率90%以上を実現するレーザー中性化セルの概念を提案する。
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。
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。
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。
小泉 光生; 長 明彦; 大島 真澄; 関根 俊明; 涌井 崇志*; Jin, W.*; 桂川 秀嗣*; 宮武 宇也*; 石田 佳久*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 204(1-4), p.359 - 362, 2003/05
被引用回数：7 パーセンタイル：46.82(Instruments & Instrumentation)原研高崎オンライン同位体分離器(TIARA-ISOL)用に抵抗加熱型レーザーイオン源を製作した。本イオン源では、30
mの金属膜でできたイオン化室を用いた。その結果、イオン化室に抵抗加熱で生成される電場勾配を4-5V/cmまで増やすことができた。オフライン実験において、イオン源から引き出される
Al(安定核)パルスイオンビームの時間広がりを調べた結果、半値幅が4mまで狭くなったことを確認した。オンライン実験において、
Al(半減期7.2秒)を
O(
C, p 2n)反応で生成し、イオン化効率を調べた結果、約0.1%を得た。
吉川 潔*; 井上 信幸*; 山嵜 鉄夫*; 牧野 圭輔*; 山本 靖*; 督 壽之*; 増田 開*; 紀井 俊輝*; 大西 正視*; 堀池 寛*; et al.
JAERI-Tech 2002-020, 63 Pages, 2002/03
JAERI-Tech-2002-020.pdf:4.94MB
球状静電閉じこめ型核融合中性子源(IECF; Inertial-Electrostatic Confinement Fusion)の高度化には、理論で予測されている中空陰極中心に収束するイオンビームが作る空間電位部分の生成機構を実験的に確かめることが重要である。そのため今日まで殆どすべての実験的研究の目的は理論が予測する電位2重井戸分布の存在を証明することにあったが、いずれも間接的な傍証を得たに過ぎず決定的な証拠は得られなかった。本研究では、近年研究の進展が著しいレーザ誘起蛍光法によるシュタルク効果を用いた局所電界分布の直接計測を行い、電位2重井戸分布の存在を初めて明らかにするとともに、30年来の論争に終止符を打つことができた。さらに、理論が予測する低圧力下での大電流イオンビームによる核融合反応率が電流のおおよそ3乗に比例することを検証する予備的研究として、電圧・電流・ガス圧力が独立には変えられないグロー放電によるイオンビーム生成を打破するため、3重グリッドシステムを導入し、グロー放電より低圧力下で放電が持続できることを確かめた。さらに、電位分布との強い相関があり核融合反応断面積を決定する加速イオンのエネルギー分布をドップラーシフト分光法により測定し、現実験条件の下でイオンの最大エネルギーが印加電圧上昇に比例して大きくなることが明らかになり、今後の大電圧化による核融合反応断面積向上の可能性を示した。
小泉 光生; R.Catheroll*; V.N.Fedeoseyev*; G.J.Focker*; G.Fuber*; U.Koester*; O.J.Jonsson*; J.Lettry*; V.I.Mishin*; H.Ravn*; et al.
Proc. of Int. Workshop on JHF Science (JHF98), 2, p.437 - 440, 1998/08
レーザーイオン源は、共鳴イオン化を用いたイオン源で、特定の元素を選択的にイオン化できる。したがって、同位体分離器(ISOL)にこのイオン源を導入することにより、同重体の混入の抑制が期待できる。CERN-ISOLDEでは、高繰り返し銅蒸気レーザーとそれを励起光とする色素レーザーを組合せたシステムを用いたレーザーイオン源の開発を進めている。色素レーザーの出力をBBO結晶を用い高周波紫外光レーザーを発生させ、これを用いることで、第一励起準位の高い元素のイオン化が可能となった。Beなどの元素に対して1%-10%の効率でイオン化に成功している。本ワークショップでは、著者が1年間滞在したISOLDEで開発されたレーザーイオン源を紹介し、レーザーイオン源の特徴や、可能性について述べる。
J.Lettry*; R.Catherall*; V.Fedoseyev*; G.J.Focker*; G.Huber*; O.C.Jonsson*; E.Kugler*; 小泉 光生; U.Koester*; V.I.Mishin*; et al.
Review of Scientific Instruments, 69(2), p.761 - 763, 1998/02
被引用回数：63 パーセンタイル：94.62(Instruments & Instrumentation)レーザーイオン源は、共鳴イオン化法を用いたイオン源で、特定の元素を選択的にイオン化できる。したがって、同位体分離器(ISOL)にこのイオン源を導入することにより、同重体の混入の抑制が期待できる。CERN-ISOLDEでは、高繰り返し銅蒸気レーザーとそれを励起光とする色素レーザーを組み合わせたシステムを用いたレーザーイオン源の開発を進めている。色素レーザーの出力をBBO結晶を用い高周波の紫外線レーザーを発生させ、これを用いることで、第一励起準位の高い元素のイオン化が可能となった。Be,Zn,Cu,Cdの元素で1%-10のイオン化効率が得られた。また、レーザーイオン源より得られるイオンビームのパルス形状より、イオンの引き出しについて考察を行った。
小泉 光生; 長 明彦; 関根 俊明; 久保田 正志*
「不安定核の理工学及び核計測法 (II)」に関する専門研究会報告書, 0, p.54 - 57, 1997/00
レーザーイオン源は、元素選択性を持つため、同位体分離器と組合わせることで、特定のアイソトープを選択的に引出すことができる。原研高崎では、陽子ドリップライン近傍の崩壊核分光をS/N比良く行うため、レーザーイオン源を製作した。本イオン源の特徴は、凸レンズを用いレーザーをフォーカスして入射し、イオン源内部でレーザーを拡げ照射体積を大きくしたことである。これによりイオン化効率の増加が期待できる。オフライン実験では、安定元素Ba,La原子を共鳴イオン化し、ISOLにより質量分離した。オンライン実験では、
Ar加速ビームを
Moターゲットに照射し、生成した
Ba不安定核原子がレーザーにより共鳴イオン化されたことを確認した。
小泉 光生; 長 明彦; 関根 俊明; 久保田 正志*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 126(1-4), p.100 - 104, 1997/00
被引用回数：8 パーセンタイル：56.73(Instruments & Instrumentation)核反応生成物を迅速に質量分離して取出すオンライン同位体分離器用イオン源として、レーザー共鳴イオン化法によるイオン源の開発を進めている。レーザー共鳴イオン化による元素選択性と質量分離により、目的各種を純度良く分離できる可能性がある。高温のイオン化室内を飛行する原子を効率良くイオン化するため、レーザーの照射体積を大きくする凸レンズを組込んだイオン源を試作した。オフライン実験において、このイオン源は短パルスでイオンを引き出せることが分かった。
小泉 光生; 長 明彦; 関根 俊明
KURRI-TR-418, 0, p.20 - 24, 1996/02
レーザーイオン源は、レーザー共鳴イオン化現象を利用しており、元素選択性に優れているため、表面電離型イオン源に比べ同重体の混入率の改善が期待できる。従ってこれをISOL実験に応用することで、新核種の探索、短寿命アイソトープの核分光学的研究、レーザー核分光実験などを発展させることができる。これまでレーザーイオン源を開発するために、レーザー共鳴イオン化テスト装置を製作しレーザー共鳴イオン化のテストを行ってきた。今回、レーザーイオン源を製作しISOLに接続し、Naイオン化を行い、Na
イオンの引出しに成功した。
関根 俊明; 小泉 光生; 長 明彦
KURRI-KR-3, 0, p.13 - 17, 1996/00
平成4年に高崎研TIARAにISOL(オンライン同位体分離器)を設置した。これまでに短寿命アイソトープの核分光学的研究では、新核種
Pr、
Prを同定するとともに、高効率
-角度相関測定装置を利用して新しいエネルギー準位を見出して来た。RIのイオン注入による核物性的研究では、
Xeを種々の金属試料に注入してCsメスバウア遷移における核有効半径を決定する研究が進展している。また、ISOLにおいて重要なイオン源に関しては、共鳴イオン化を利用するレーザーイオン源の開発を進めている。
小泉 光生; 関根 俊明; 長 明彦; 堀口 隆良*
JAERI-Conf 95-005, Vol. 2, 0, p.358 - 367, 1995/03
我々は原子力研究所高崎研究所施設にある加速器施設(TIARA)において、AVFサイクロトロンに質量分離器(ISOL)を接続し、秒から数十分の質量130程度の中性子欠損核について、核分光学的研究を行っている。この研究に用いられるISOL装置のイオン源は、核反応で生成された不安定核をイオン化し質量分離器に送る役割を持ち、目的の不安定核の引き出し効率及び、バックグラウンドとなる同重元素の混合比を決定する。研究対象がより不安定な領域にいくに従い実験が次第に困難となるため、我々はこのイオン源に、レーザー共鳴イオン化現象を用いた高効率で同重核の混入が少ないレーザーイオン源の開発を行っている。ここではその内容について述べる。
関根 俊明; 小泉 光生; 長 明彦*; 市川 進一
KURRI-TR-377, 0, p.19 - 21, 1993/04
高崎研イオン照射研究施設(TIARA)に設置したオンライン同位体分離器(ISOL)は、安定同位体を用いた調整を経てオンライン実験が可能になっている。これまでに
MeVのArビームとMoターゲットとの反応により、質量数126~132のPr,La,Ce等のアイソトープを表面電離型イオン源を用いて同位体分離した。質量数127では、半減期10
5秒で減衰する新しい線を見出した。この線は新核種Prに帰属する可能性が高く、更に感度を高めた実験により確認する。その他、ISOL用レーザーイオン源の開発、RI注入によるメスバウア分光の状況についても報告する。
市川 進一; 関根 俊明; 大島 真澄; 飯村 秀紀; 中原 嘉則
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 70, p.93 - 100, 1992/00
被引用回数：15 パーセンタイル：78.33(Instruments & Instrumentation)オンライン同位体分離器(JAERI-ISOL)をタンデム加速器に付設後、オンラインイオン源、イオン収集テープ装置およびデータ収集系の整備を進めて来た。イオン源技術では、酸化物イオン化法によるLa,Ceの選択的分離法を見い出した。この方法を用い、重イオン核反応で生成される陽子過剰核の核構造、崩壊の研究を進めている。これまで
Laの同位体を対象に、詳しい崩壊図式を作成して来た。このうち
Laは、この一連の研究の中で始めて確認された核種である。また、高速イオンビーム法による原子スペクトルの超微細構造(hfs)を測定する実験を開始した。現在、安定同位体である
Prを用い装置の性能試験を進めている。これまで、分解能~100MHzでhfsの観測に成功し、PrIIの超微細構造定数A,Bを決定した。
小泉 光生; Lee, J.; 伊藤 史哲*; 高橋 時音; 鈴木 敏*; Omer, M.*; 瀬谷 道夫*; 羽島 良一; 静間 俊行; 余語 覚文*; et al.
no journal, ,
Along with the global increase of use of nuclear materials (NMs), growing requirements are development for new effective characterization methods for nuclear material accountancy and technologies to cope with the threat of nuclear terrorism. Non-destructive Assay (NDA) methods are an efficient, quick, and remote way to detect and quantify nuclear materials (NMs). Passive NDA techniques, which are based on radiation measurement, are conventionally used in accountancy for quantification of NMs and in security for detection and identification of NMs. However, they could not be applied to an object with strong radioactivity or in shielding materials. Active NDA techniques are, therefore, considered to be a breakthrough technique to measure such NMs samples by utilizing interrogation particles (such as photons and neutrons). Induced signals by the incident particles (for example, transmitted neutrons) are measured to deduce sample properties. This report overviews two research programs that utilize nuclear photonics technologies for nuclear non-proliferation and security. The research programs carried out by JAEA under collaborations are supported by MEXT (the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology of the Japanese government) under the subsidy for "promotion of strengthening nuclear security and the like".
余語 覚文*; Lan, Z.*; 早川 岳人*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; Mirfayzi, S. R.*; 小泉 光生; 森 隆人*; Wei, T.*; 藤岡 慎介*; et al.
no journal, ,
レーザー駆動中性子源は、高強度レーザーパルスを薄膜の1次ターゲットに集光して、プラズマの作る瞬間的な電場でMeVエネルギーイオン(陽子・重陽子)を発生し、それを2次ターゲット(ベリリウム等)に照射して、短パルスの高速中性子を発生する。2次ターゲットに小型の減速材を取り付けて、パルス熱外中性子を発生し、1.8mのビームラインで飛行時間法によるエネルギースペクトルを分析した。ビームラインに銀(Ag),タンタル(Ta),インジウム(In)の合板を設置したところ、3.81eV (
In), 4.28eV (
Ta), 5.19eV (
Ag)に共鳴吸収によるディップを計測した。これらの共鳴吸収スペクトルは、レーザー1パルスで発生する中性子で計測されたものである。講演では、実験結果の詳細と、将来的なシングルショット分析への応用可能性について議論する。
Lan, Z.*; 余語 覚文*; 早川 岳人*; Wei, T.*; 加美山 隆*; 佐藤 博隆*; 有川 安信*; Mirfayzi, R.*; 小泉 光生; 安部 勇輝*; et al.
no journal, ,
Neutron resonance diagnosis technology has been developed worldwide for over ten years. By employing neutron beams with high transmittance, it is possible to measure the resonance spectral of samples in the neutron beam-line. We developed a new approach to generate short pulse epithermal neutron beams using relativistic intensity laser for the neutron resonance spectral diagnosis, which is known as Laser-Driven Epithermal Neutron Source (LDENS). Benefit from highly focused laser, the LDENS can provide high temporal accuracy with a compact volume of the source. Therefore, the minimal change of neutron resonance peaks caused by Doppler broadening effect of atom temperature could be detected via single pulse of LDENS. In experiment, we measured resonance at 4.28eV of a 0,1mm Ta plate with serial temperature points (300K-600K) and another resonance at 5.18eV of an Ag plate was recorded as a reference of the neutron signal. The experimental data shows the feasibility of isotope-discriminating atomic thermometer using a single shot of LDENS. More results will be reported in the presentation.
Lan, Z.*; Wei, T.*; 早川 岳人*; 加美山 隆*; 佐藤 博隆*; 有川 安信*; Mirfayzi, S. R.*; 小泉 光生; 安部 勇輝*; Morace, A.*; et al.
no journal, ,
A Laser-Driven Neutron Source (LDNS) is a novel neutron that provides neutron beam of ultra-short pulse duration and high flux. This technique would be useful for neutron resonance non-destructive diagnosis application. A demonstration experiment was carried out using an LDNS developed for the LFEX laser of Institute of Laser Engineering, Osaka University. A neutron resonance spectrum was observed with a single laser shot. The technique can be used as a "nuclear thermometer" because the resonance shape is broadened as a function of the sample material temperature.
余語 覚文*; Lan, Z.*; 有川 安信*; 早川 岳人*; Mirfayzi, S. R.*; Wei, T.*; 巽 湧太*; 佐藤 博隆*; 加美山 隆*; 小泉 光生
no journal, ,
高強度レーザーで加速した陽子・重陽子をBe等のコンバータで中性子に変換するレーザー駆動中性子源を開発しており、これまでにレーザー1ショットで発生した単一パルスの中性子で、中性子共鳴スペクトルの計測に成功している。本発表では、サンプルを300-600Kの範囲で昇温し、共鳴吸収ピークのドップラー広がりが温度の平方根に依存する結果を得たので報告する。
