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林 直樹; 畠山 衆一郎; 福田 真平*
Proceedings of 18th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.679 - 682, 2021/10
ユーザー利用の加速器において、高い稼働率を実現するためには、原因の単純な電磁石や加速空洞電源のインターロック以外に、複合的な発報事象についても詳しく理解する必要がある。J-PARCでは、単に1次的なインターロック情報だけでなく、ビーム診断系で記録された発報事象以前を含むデータより、丁寧な事象再構成を行い、原因をより的確に、明らかにする取り組みを行っている。今回新たにRCSロスモニタのより詳しい波形情報、MLFとMRの同時運転時の状況などを踏まえた解析を進めた。同時運転時の特有のビーム行き先切り替え時の問題、イオン源放電時の影響、RCS出射キッカーに係る事象等を紹介する。
林 直樹; 吉本 政弘; 畠山 衆一郎*
JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011017_1 - 011017_6, 2021/03
J-PARC Rapid-Cycling Synchrotron (RCS)は、設計定格1MWの大強度加速器である。ビーム強度を測定するモニタは、加速器の性能を確認する上で重要なものであり、RCSでは2つの異なる原理で動作するモニタDirect-current Current Transformer (DCCT)、Slow-CT (SCT)を備えている。1ショット、1-MW相当運転ではどちらにも問題はなかったが、1-MW連続運転時に、SCTで問題が生じた。この問題は、高周波領域での帯域限度と非対称な周回ビーム電流波形に起因すると思われる。一方、DCCTは、1.2MW相当の運転で、信号の飽和が見られた。ただ、SCTは、この条件下で、正常に動作していた。これらビーム強度モニタの問題は、今後の1-MW連続運転、更にそれ以上の運転に向けて問題解決の必要がある。本論文では、どのように問題解決するかについて述べる。
林 直樹
Proceedings of 17th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.478 - 481, 2020/09
ビーム強度,ビーム電流の測定は、加速器の中で、最も重要なビーム診断系の一つである。J-PARC Rapid-Cycling Synchrotron (RCS)では、二つのビーム強度モニタの他、帯域の異なる複数のCurrent Transformer (CT)を備えている。RCSは、定格で、1MWのビームパワーを出す大強度加速器であり、近年、ユーザーへの供給するビームパワーも上昇し、パルス当たり定格での運転も、短時間ながら行われてきた。また、パルス当たりで、1MW相当以上の試験運転も試みられている。初期設計の性能達成、そしてそれを超える運転を通じ、改めて、ビーム電流測定の強度依存性について現状を整理して報告する。
林 直樹; 吉本 政弘; 守屋 克洋; 畠山 衆一郎*
Proceedings of 16th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1096 - 1100, 2019/07
ビームロス、及びその要因を詳しく理解することは、加速器の安定運転のため必要である。繰返し25Hzで運転するJ-PARC RCSは、これまでも全パルスについて、10ms間隔でビーム強度、ビームロスについて記録してきた。加えてインターロック発報時に、より詳細な波形やバンチ毎のビーム位置を記録するシステムを整備した。これらの成果の一例として、RCS単独のビームロスモニタによるインターロック事象でも、実はリニアック・イオン源に関連があることが分かってきた。本報告では、この例を初め、その他のインターロック発報時のビームモニタデータを紹介し、一層の安定運転に向け、今後の取り得る対応について述べる。
松田 誠; 竹内 末広; 吉田 忠; 花島 進; 藤井 義雄*
第14回加速器科学研究発表会報告集, p.170 - 172, 2003/00
原研タンデム加速器では得られるビームのエネルギー,強度,イオン種の拡大を目的に高電圧端子内にECRイオン源を設置している。計画の第1段階で、基本的な技術の取得及び機器の開発のため、加速器本体に大きく手を加えることなく搭載することが可能な小型のイオン源を設置した。現在、高電圧端子内ECRイオン源により、ヘリウムを除く希ガス及び水素,窒素,酸素の加速が行われている。今回は計画の第2段階として14.5GHz, 200Wの永久磁石型ECRイオン源を設置する予定である。これによりさらに高多荷イオンの生成が可能となりビームエネルギー・強度ともに現状以上に増強することができる。これまでに試験台にてビーム生成試験及び動作特性の測定を行った。また特殊な環境下である端子内に設置される機器に対する新たな制御方式の開発を行っている。
松田 誠; 小林 千明*; 竹内 末広
Proc. of 14th Int. Workshop on ECR Sources (ECRIS99), p.176 - 179, 1999/00
タンデム加速器では負のイオンを高電圧端子に向けて加速してから炭素薄膜を通過させ電子を剥ぎ取り正の高多価イオンに変換し再び地上電位に向けて加速することで高いエネルギーを得ている。しかしイオンが重いと炭素薄膜の寿命が短くなり、またビーム強度も小さくなる問題を持っている。ECRイオン源はこれよりも高い電荷数のイオンを直接発生できることから静電加速器の高電圧端子に設置することでエネルギー、ビーム強度を増強することが可能である。超小型のイオン源(NANOGAN)が入手できるようになり、これを原研タンデム加速器に設置した。加速テストではH
,O
,Ar
,
Xe
のイオンの加速に成功し、ECRイオン源のタンデム加速器への利用はこれが世界で初めてである。ECRイオン源の新たな利用法としてこれまでの経過と開発成果を報告する。
松田 誠; 小林 千明*; 竹内 末広
Proc. of 8th Int. Conf. on Heavy Ion Accelerator Technology, p.65 - 73, 1998/00
タンデム加速器では負のイオンを一度高電圧端子に向けて加速してから炭素薄膜にぶつけて電子をはぎ取り高い電荷数にしてアース電位に向けて再加速することによって高いエネルギーを得る。しかし、イオンが重いと炭素薄膜が短時間で破れること、ビーム強度が小さくなるなどの問題がある。ECRイオン源はこれよりも高い電荷数の重イオンを直接発生できることから、タンデム加速器の高電圧端子内に設置すればエネルギーとビーム強度を増強することができる。超小型のECRイオン源(NANOGAN)が入手できるようになり、これを原研タンデムに設置した。加速テストでは、H,O,N
,Ar,Xeのイオンの加速に成功している。ECRイオン源のタンデム加速器への利用例はこれが世界で初めてである。
小原 祥裕; 栗山 正明
JAERI-M 82-066, 68 Pages, 1982/07
本コードは、中性子入射装置(NBI)のビームラインに配置されているビームターゲット、ビームリミタ、カロリメータ等の各種受熱機器の受ける熱負荷、熱負荷分布を計算するためのものである。同時に、ビームラインの幾何学的形状によって決まるトーラスへのビーム入射効率や、トーラスのNBI入射ポート対向面の熱負荷分布も計算することができる。本コードの特色は、ビームレットの強度分布関数、ビームレットの偏向、上流側ビームリミタによる遮蔽効果及びビーム引出し領域での密度分布、ビーム発散角の分布を考慮に入れることが可能であるということである。
林 直樹; 畠山 衆一郎; 吉本 政弘
no journal, ,
J-PARC Rapid-Cycling Synchrotron (RCS)は、設計定格1MWの大強度加速器であり、段階的にビームの大強度化の試験を実施してきた。ビーム強度を測定するモニタは、基本的なものであり、RCSは2つの異なる方式で測定するモニタ(DCCT, SCT)を備えている。RCSは、既に2015年初頭には、繰り返しを落とした1ショットでは、1MW相当のビーム強度を達成しており、その際、2種類のビームモニタどちらにも問題はなかった。しかし、2018年7月に、短時間ではあるが25Hzの1MW連続運転を行ったところ、ビーム強度測定モニタの1台(SCT)が正常に動作していないことが分かった。さらに、もう一台のモニタ(DCCT)も、1ショット、1.2MW相当のビーム強度で回路の飽和を示した。ただし、1ショットであれば、1.2MW相当でもSCTは、問題なく動作した。今後の本格的な1MW連続運転のためには、これらビーム強度モニタの問題を解決する必要がある。本講演では、特にSCTについて、700kW連続運転まで運転データ、テストパルスを使った試験のデータを使った問題の再現データを紹介する。さらに、回路シミュレーションによる事象再現の試み、今後の対策について発表する。
林 直樹; 吉本 政弘
no journal, ,
粒子数を監視するビーム強度モニタは、加速器の最も基本的なビームモニタの一つである。デューティの大きな速い繰り返しのシンクロトロンでは直流に近い時定数を持つ必要があること、加速と伴に周回速度が上がり、見かけのビーム電流が増加すること、これらを加味した演算処理をアナログ回路で実現している。J-PARC Rapid-Cycling Synchrotron (RCS)では、二つのビーム強度モニタ、直流ビーム強度モニタ(Direct Current Current Transformer: DCCT)、遅い電流モニタ(Slow Current Transformer: SCT)を備えている。ビーム強度が上がり、設計強度1MW付近での試験運転が実施されると、ビーム条件によっては、既存のビーム強度モニタに、出力飽和等いくつか懸念が生じてきた。アナログの回路を持たない中速ビーム強度モニタ(Medium Current Transformer: MCT)は、入射時のビーム強度変化の観測が主目的で、2秒程の時定数であるが、この出力をデジタル信号処理により補正し、DCCT, SCTのバックアップとする。
