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研究炉加速器管理部
JAEA-Review 2014-047, 153 Pages, 2015/02
JAEA-Review-2014-047.pdf:23.43MB
研究炉加速器管理部は、JRR-3, JRR-4, NSRRの研究炉、タンデム加速器及びRI製造棟を運転管理し、それらを利用に供するとともに関連する技術開発を行っている。本年次報告書は2013年4月1日から2014年3月31日までの研究炉加速器管理部において実施した業務活動をまとめたものである。
水橋 清; 宇野 定則; 大越 清紀; 千葉 敦也; 山田 圭介; 齋藤 勇一; 石井 保行; 酒井 卓郎; 佐藤 隆博; 横田 渉; et al.
JAEA-Review 2005-001, TIARA Annual Report 2004, P. 371, 2006/01
2004年度のタンデム加速器,シングルエンド加速器,イオン注入装置の運転時間はそれぞれ、1914.9時間,2490.7時間,1844.9時間であった。保守・整備では、長期間整備しなかった箇所を重点を置くとともに、タンデム加速器ではSF6ガスのリーク対策を行った。新ビーム開発では、タンデム加速器で錫(Sn)の負イオン,イオン注入装置でリチウム(Li)の正イオンを新たに加速した。技術開発では、タンデム加速器のチェーンスピードを調整する方式によって電圧安定度を1.2
2.4E-4の範囲で制御することを可能にした。シングルエンド加速器では無誘導型電圧測定抵抗を開発し、3MVの運転を安定にした。
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。
石井 哲朗; 浅井 雅人; 知見 康弘
JAERI-Conf 2005-006, 144 Pages, 2005/07
JAERI-Conf-2005-006.pdf:10.42MB
原研タンデム加速器・ブースター施設は、世界で有数の性能を持ち、原子核物理,核化学,原子分子及び物性,材料などの広い分野で優れた成果を上げ、基礎科学を推進してきた。タンデム加速器施設は、加速管の更新やターミナルECRイオン源の設置、さらには高エネルギー加速器研究機構との共同プロジェクトによる短寿命核加速実験装置(Tokai Radioactive Ion Accelerator Complex, TRIAC)の設置により、新たな利用が開始されようとしている。この機会に、タンデム加速器などを用いた最新の成果や実験計画、また今後の発展が期待される実験技術について情報交換を行い、重イオンによる物質科学研究を新たに展開する原動力とするために本研究会を企画した。本研究会は、平成17年1月6日,7日の両日、原研東海研究所の情報交流棟第2会議室において、約90名の出席者を得て開催され、24件の口頭発表が行われた。物性関連や原子核関連,加速器関連の研究者が一堂に会し、異分野の研究者間においても活発な討論が行われ、盛況のうちに全日程を終了した。本まとめは、研究会の報告集である。
今井 誠*; 左高 正雄; 川面 澄*; 高廣 克己*; 小牧 研一郎*; 柴田 裕実*; 須貝 宏行; 西尾 勝久
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 230(1-4), p.63 - 67, 2005/04
被引用回数：8 パーセンタイル：52.87(Instruments & Instrumentation)高速重イオンの高速の固体中での挙動を調べるため重イオンビームの極薄い炭素フォイルにより電荷変換させたイオンの電荷分布を測定した。イオン電荷はイオンの電離,励起,荷電変換,阻止能、など放射線と物質の相互作用を研究するための基本的パラメターの一つであり重要である。本研究は従来ある平衡電荷測定ではなく、平衡に達する前の電荷分布の測定であることが特徴である。実験は東海研タンデム加速器からSイオンを加速し、重イオンスペクトロメータENMAを用いて行った。炭素フォイルの厚さは10
g/cm
-0.9g/cmの8種類、入射イオンは64MeVのSイオンを用いた。電荷6+から13+までのイオンを入射させ出射イオンは電荷6+から13+まで各々のフォイルにつき測定した。測定結果は測定結果をEikonal近似に基づくBesenbacherらの計算と比較した結果、入射イオン電荷が11+の場合以外はよく合わなかった。
松波 紀明*; 福岡 修*; 志村 哲生*; 左高 正雄; 岡安 悟
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 230(1-4), p.507 - 511, 2005/04
被引用回数：14 パーセンタイル：67.94(Instruments & Instrumentation)高エネルギー重イオン照射に伴い高密度電子励起による固体内原子変位の機構解明を目的として東海研タンデム加速器を用いて各種の高エネルギーイオンビームを用い自己保持カーボン補修によりスパッタリング収量を測定し、また、電流測定法によりイオン照射による放出電子と放出イオン収量の測定を行った。試料は電子構造の異なる種々の酸化物(酸化珪素,酸化マグネシウム,スピネル,ジルコニアなど)であり、照射イオン種(Ni, Ar, Xeなど)と照射エネルギー(60-200MeV)は電子的阻止能を連続的に変化させて照射するために選んだ。スパッタリング測定の結果、電子励起スパッタリングは弾性散乱に基づく計算値に対して最大1000倍大きい、スパッタリング収量は電子阻止能のべき乗に比例する、べき乗の指数とスパッタリング収量は物質依存性があり、収量に関しては酸化物のバンドギャップに関係していることなど電子励起スパッタリングの存在と特性がわかった。電流測定法によりスパッタリング粒子の約10%は正イオンであることがわかった。イオン放出量が少ないことから、電子励起モデルの一つであるクーロン爆発モデルは妥当でないことがわかった。そこでthermal spikeモデルの妥当性とともに、self-trapped excitonモデルの適応性について議論する。
LiJeong, S.-C.*; 片山 一郎*; 川上 宏金*; 渡辺 裕*; 石山 博恒*; 宮武 宇也*; 左高 正雄; 岡安 悟; 須貝 宏行; 市川 進一; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 230(1-4), p.596 - 600, 2005/04
被引用回数：6 パーセンタイル：45.53(Instruments & Instrumentation)短寿命核ビームを固体内拡散係数測定に用いる手法を開発し、イオン伝導体中の拡散係数を測定した。本方法は秒単位の高速拡散粒子の移動を直接観察できることが特徴である。東海研タンデム加速器からの24MeVの
LiイオンをBeに衝突させ、レコイルマスセパレーターにより短寿命不安定核Li(寿命0.84秒)を分離し実験を行った。Liを固体中に照射し、Liから放出される
線の固体中でのエネルギー損失量を測定することにより高速拡散係数を測定した。リチウム電池の電極材として利用されているLi含有Siガラス,LiCoO
におけるLiの拡散については本手法の検出限界(10
cm
/s)以下であった。リチウム電池電極材の一つである超イオン伝導体LiAl(48.5at.%Li)について室温から300
Cの温度範囲で測定した結果はNMRスピンエコー法で測定した結果とよく一致した。
物質科学研究部
JAERI-Review 2004-027, 131 Pages, 2004/12
JAERI-Review-2004-027.pdf:17.03MB
本報告書は東海研究所タンデム加速器を利用し、2003年4月1日から2004年3月31日に行われた研究活動を取りまとめたものである。(1)加速器の運転状況及び開発,(2)原子核構造,(3)原子核反応,(4)核化学,(5)原子核理論,(6)原子分子物理及び固体物理及び、(7)材料の照射効果の7部門にまたがる42編の研究報告,公表された文献,関与した職員及び大学等との協力研究リストを収録している。
超伝導加速空洞の開発株本 裕史; 竹内 末広; 松田 誠; 仲野谷 孝充
第17回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.135 - 137, 2004/06
原研タンデム加速器では短寿命核,安定核ビームを発生するKEK・原研共同研究施設を建設している。2004年度中にエネルギー1.0MeV/核子で運転を開始する予定であるが、将来的にはイオンをブースターで再加速し約7.0MeV/核子のビームを得る計画を立案している。イオンをブースターで再加速するためには2.0MeV/核子まで加速する必要があり、前段加速器としてLow超伝導加速空洞の開発を進めている。ブースターは共振周波数129.8MHzの超伝導リニアックで、40個の空洞から構成されている。空洞は2ギャップの同軸1/4波長型共振器で、最適ビーム速度optは光速の10%に設計されている。このopt=10%空洞の前段から8個を開発中の3ギャップ同軸2芯1/4波長型共振器(opt=約6%)に置き換え、1.0MeV/核子のイオンを2.0MeV/核子まで加速する。さらにopt=10%空洞を後段に4個追加し、合計36個のopt=10%空洞で再加速すればクーロン障壁を越えるエネルギー約7.0MeV/核子の短寿命核,安定核ビームを得ることができる。現在、モデル空洞で設計の検討を行っており、年度内にニオビウムでプロトタイプを製作する予定である。
西尾 勝久; 西中 一朗; 池添 博; 永目 諭一郎
JAERI-Conf 2004-004, 254 Pages, 2004/03
JAERI-Conf-2004-004.pdf:22.06MB
原研先端基礎研究センターの主催によって、2003年2月27-28日に「超重元素の核物理・核化学」と題するワークショップを開催した。超重元素の合成実験はドイツ,ロシア,フランス,アメリカ等で行われており、日本では理研が111番元素の合成に成功した。原研では、タンデム加速器施設において、超重元素合成に有利な反応を探る研究を行っている。超重元素の化学研究も活発に行われている。重い元素では、相対論効果によって外殻電子の軌道やエネルギーが変化をうけ、族で特徴づけられる化学的性質とは異なった振る舞いをすることが理論的に予測されている。原研タンデム加速器施設は、
Cm標的を使ってRfやDbを合成し、これらの化学研究を行っており、日本の拠点となっている。日本における超重元素の研究の現状を理解し、今後の研究の方針が議論され、有意な研究会となった。
物質科学研究部
JAERI-Review 2003-028, 173 Pages, 2003/11
JAERI-Review-2003-028.pdf:8.28MB
本年次報告書は、東海研究所の原研タンデム加速器で、2002年4月1日から2003年3月31日までの間に行われた研究活動をとりまとめたものである。(1)加速器の運転状況及び開発(2)原子核構造(3)原子核反応(4)核化学(5)原子核理論(6)原子分子物理及び固体物理(7)材料の照射効果の7部門にまたがる54編の研究報告,公表された文献,関与した職員及び大学等との協力研究のリストを収録している。
1月9日, 日本原子力研究所東海研究所池添 博; 吉田 忠; 竹内 末広
JAERI-Conf 2003-017, 175 Pages, 2003/10
JAERI-Conf-2003-017.pdf:13.09MB
原研タンデム加速器・ブースター施設は、高性能で多様な重イオンビームを提供できることから、原子核物理,核化学,原子分子及び物性,材料などの基礎科学研究への利用を推進してきたところである。過去2回の研究会と同様に本研究会では、これまで2年間で得た成果の報告をしていただくだけでなく、各分野の研究者間、つまり原子核分野の研究者,物性関連分野の研究者,その他の境界領域の研究者等の間の異分野間で活発な討論をすることとした。また、今後予想される研究分野まで講演の幅を広げることで新たな重イオンを利用した科学研究の出発点となるように企画した。特に今回は、KEKとの共同研究による短寿命核ビーム加速装置開発の現状と短寿命核科学研究に向けた研究計画を中心テーマとした。
Jeong, S.-C.*; 片山 一郎*; 川上 宏金*; 石山 博恒*; 宮武 宇也*; 左高 正雄; 岩瀬 彰宏*; 岡安 悟; 須貝 宏行; 市川 進一; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 42(7A), p.4576 - 4583, 2003/07
被引用回数：14 パーセンタイル：50.38(Physics, Applied)寿命1秒程度の短寿命核をトレーサーとし物質中の原子の高速拡散を研究するための実験手法とその解析のためのシミュレーション法を開発した。その実験とシミュレーションの比較の結果、拡散係数が110cm/secより大きい場合について精度10%以下で決定できることがわかった。シミュレーションは加速器で注入された短寿命核からの放出線のスペクトルを、Trimコードに基づき、入射核のエネルギー分布,飛程,阻止能など固体中のイオンの挙動を考慮し、線スペクトルを再現したものである。実験は東海研タンデム加速器で加速したLiを核反応でLi(寿命0.84秒,線放出核)に変換しLiAlに照射し固体中から放出される線の時間依存スペクトルを測定したものである。
竹内 末広
AIP Conference Proceedings 680, p.229 - 236, 2003/00
原研とKEK(高エネルギー加速器機構)の素粒子原子核研究所と合同で原研東海研究所タンデム加速器施設に放射性イオンビーム(RIB)を加速し実験する装置を設置する開発計画を進めている。この計画では、タンデム加速器をRIBを発生するための駆動器とし陽子などのビームをウランなどの標的に衝突させ核分裂生成物などから放射性核種を発生し、イオン化し質量分析し加速するもので、RIBの加速器としてはKEKで既に開発したRIB用加速器をタンデムの旧ターゲット室に設置して利用する。得られるビームのエネルギーは1核子あたり1.1MeVである。これでは核反応を起こすには不十分なエネルギーであるので、2期計画としてさらに中段の加速器を入れてタンデムの超伝導ブースターで5-9MeV/核子まで加速する計画を考えている。CAARIの会議ではRIB加速のセッションがあり、この計画の概要と個々の加速装置の概要と開発の現状を紹介する。
竹内 末広; 仲野谷 孝充; 株本 裕史; 石崎 暢洋; 松田 誠; 月橋 芳廣; 神田 将; 田山 豪一; 阿部 信市; 吉田 忠
第14回加速器科学研究発表会報告集, p.308 - 310, 2003/00
原研タンデム加速器は端子電圧を改善するためコンプレスドジオメトリの加速管に更新した。更新にあたって加速管内を高圧純水洗浄するアイデアを検証するための種種の簡単な試験と1MV及び3MVの高電圧試験を行った。その結果加速管セラミック表面は剥がれやすい微粒子がかなり付着していて、高圧純水洗浄等で清浄化することで高電圧性能が飛躍的に改善されることがわかった。加速管更新については経過を述べる。
物質科学研究部
JAERI-Review 2002-029, 152 Pages, 2002/11
JAERI-Review-2002-029.pdf:6.56MB
本年次報告書は、東海研究所の原研タンデム加速器で2001年4月1日から2002年3月31日までの間に行われた研究活動をとりまとめたものである。(1)加速器の運転と開発研究,(2)核構造,(3)核反応,(4)核化学,(5)核理論,(6)原子分子物理,固体物理,(7)材料の照射効果の7部門にまたがる48編の研究報告,公表された文献,関与した職員及び大学等との協力研究のリストを収録している。
物質科学研究部
JAERI-Review 2001-030, 147 Pages, 2001/11
JAERI-Review-2001-030.pdf:6.99MB
本年次報告は、東海研究所の原研タンデム加速器で2000年4月1日から2001年3月31日までの間に行われた研究活動をとりまとめたものである。(1)加速器の運転と開発研究,(2)核構造,(3)核反応,(4)核化学,(5)核理論,(6)原子核物理・固体物理,(7)材料の照射効果の7部門にまたがる46編の研究報告,公表された文献,関与した職員及び大学等の協力研究のリストを収録している。
竹内 末広; 松田 誠; 石崎 暢洋; 田山 豪一; 飯島 明彦*; 吉田 崇宏*
Proceeding of 10th Workshop on RF Superconductivity (SRF 2001), p.591 - 593, 2001/00
原研タンデム・ブースターが1994年に運転を始めて今日まで、40台の1/4波長型超伝導空洞(周波数=129.8MHz,最適イオン速度=0.1)は重イオン加速のため安定に稼働している。この発表は超伝導空洞の現在の(最近測定した)性能を、95年のデータと比較しながら、報告する。空洞の平均加速電界は高周波入力が4ワットにおいて、95年と同じ4.6MV/mであった。しかし、5MV/m以上の高電界では電子電界放出が大きくなっている。水素吸収に起因するQ値低下の問題は急速冷却によりある程度回復した状態で使用していることがわかった。
物質科学研究部
JAERI-Review 2000-018, 151 Pages, 2000/11
JAERI-Review-2000-018.pdf:7.5MB
本年次報告書は、東海研究所の原研タンデム加速器で1999年4月1日から2000年3月31日までの間に行われた研究活動をとりまとめたものである。(1)加速器の運転と開発研究,(2)核構造,(3)核反応,(4)核理論,(5)原子分子物理・固体物理及び材料の放射線効果の5部門にまたがる49編の研究報告、公表された文献、関与した職員及び大学等との協力研究のリストを収録している。
池添 康正; 鈴木 和弥
Journal of the Mass Spectrometry Society of Japan, 48(4), p.254 - 262, 2000/04
アンモニアクラスターイオン(NH
・nNH
,n=0~6)について、Gaussian 98を用いた分子軌道計算とコロナ放電ジェット噴出法による調製実験を行った。分子軌道計算により、(1)全電子エネルギー、(2)空間構造、(3)アンモニアの全対称変角振動の波数を求め、これまでに得られている計算値、実験値と比較、検討した。クラスター調製実験によって、(1)ジェット噴出過程でのクラスター成長の程度、(2)クラスターの内部温度のサイズ依存を明らかにした。
