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中島 宏
JAEA-Conf 2020-001, p.69 - 74, 2020/12
J-PARC(日本陽子加速器研究施設)は、世界最高のビーム出力の高エネルギー陽子加速器施設である。非常に高いビーム出力と高エネルギー及び大規模な加速器複合体であることから、放射線の安全設計に関するいくつかの非常に困難な問題があった。これらを克服するために、かつて、様々な対策が行われた。この論文ではこれらについて紹介する。また、完成後10年の間における研究開発により、新たな様々な知見も得ており、これらについても述べている。
菅沼 和明; 廣木 文雄; 伊藤 崇; 山崎 良雄
Proceedings of 16th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.846 - 848, 2019/07
J-PARCリニアックの冷却水システムは、流量変動が発生し安定運転の妨げになっていた。冷却水の汚濁が流量変動を引き起こす原因であることを突き止め、循環ポンプの仕様変更と冷却水の汚濁を低減する対策を実行し、流量変動を収束させた。しかしながら、発生源の抑制は未解決である。これまでの調査から、汚濁は微量金属の混入で、冷却水に精製水を使用することによる銅への浸食と腐食によって起こることが判明している。精製水を使用し無酸素銅を多用する加速器特有の問題かもしれない。加速器に使用する冷却水は、放射線の影響を抑えるために不純物を極力排除した精製水を使用している。一方、加速空洞及び電磁石を製作する部材には、伝熱に優れている銅の使用や加工精度に優れている鉄を多用している。また、加速器は高電圧、大電流を使用する必要があり、工業用水や水道水の使用では、安定運転へのリスクが伴う。一般的な設備の冷却水に銅を使用する場合、防食剤を使用することで、腐食を抑制できるが、前述したとおり、加速器は、放射線場,高電圧の環境であり防食剤の使用が制限される。本報告では、J-PARCリニアック冷却水設備における微量金属混入の調査について報告する。
原田 寛之; Saha, P. K.; 金正 倫計
Proceedings of 16th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.179 - 182, 2019/07
宇宙最高密度の巨大な原子核である「中性子星」に関して、中性子星同士の合体で発生した重力波の観測に、2017年人類で初めて成功した。その重力波観測によって、人類が未解明である中性子星内部の構造情報の取得が可能になった。そして、ミニ中性子星合体と相似のGeV級の高エネルギー重イオン衝突実験による宇宙最高密度物質やハイパー核の研究が世界中で加熱しており、米国RHIC加速器BES-IIプログラム,ドイツFAIR計画,ロシアNICA計画などの大型研究計画が進められている。大強度陽子加速器施設J-PARCは、MW級の大強度陽子ビームを多くの最先端実験施設に供給している。このJ-PARCを最大限活用するために、重イオンビームの加速に関して検討・設計し、世界最高強度の重イオンを供給可能な加速器施設を提案している。本講演では、J-PARCにおける陽子ビームの現状を報告し、提案している重イオン加速に関して紹介する。
真辺 健太郎; 佐藤 薫; 高橋 史明
Journal of Nuclear Science and Technology, 56(5), p.385 - 393, 2019/05
被引用回数：3 パーセンタイル：31.36(Nuclear Science & Technology)高エネルギー加速器施設では、高エネルギー粒子と施設構造物、施設内の空気等との核反応によって様々な放射性核種が生成され、施設作業者に対する潜在的な内部被ばく源となる。しかしながら、国際放射線防護委員会(ICRP)が公開しているICRP 2007年勧告に従う線量係数(放射性核種1Bq摂取当たりの預託実効線量)の中には、半減期が10分未満の短半減期核種は含まれていない。そこで、本研究では対応する元素の体内動態モデル等に基づき、このような短半減期核種の吸入摂取及び経口摂取に対するICRP 2007年勧告に従う線量係数を評価した。その結果をICRP 1990年勧告に従う線量係数と比較したところ、吸入摂取では線量係数が減少し、経口摂取では増加する傾向が見られた。こうした線量係数の変化は、線量計算手順の変更や消化管モデルの改訂等が原因であることが明らかになった。この結果は、高エネルギー加速器施設におけるICRP 2007年勧告に対応した放射線防護計画の立案に有用なものとなる。
上窪田 紀彦*; 山田 秀衛*; 佐藤 健一郎*; 菊澤 信宏; 山本 昇*; 吉田 奨*; 根本 弘幸*
Proceedings of 16th International Conference on Accelerator and Large Experimental Physics Control Systems (ICALEPCS 2017) (Internet), p.1470 - 1473, 2018/01
J-PARC加速器制御用のネットワークシステムは、2005年以来10年以上運用されてきた。加速器制御ネットワークは、J-PARCの3加速器(リニアック, 3Gevシンクロトロン, MR)と3実験施設(物質・生命科学実験施設,ニュートリノ実験施設,ハドロン実験施設)をカバーし、エッジスイッチの総数は約250である。その全体構成(光ネットワーク網)、冗長機能、VLAN構成、について現状を説明する。次に、オフィスネットワーク(JLAN)と加速器制御ネットワークとの関係について説明する。2つのネットワークの間にFirewallを導入して直接通信を禁止する一方で、双方から制限付きで通信できる別ネットワークを設定した。この手法で、アクセス制限(セキュリティ)と接続性(利便性)の両立を図っている。また、J-PARC加速器制御システムのセキュリティ運用について説明する。オフィスネットワークからのウィルス感染を防ぐための複数のアクセス制限や、アンチウィルスソフトの端末への適用状況について解説する。
Andreyev, A. N.; 西尾 勝久; Schmidt, K.-H.*
Reports on Progress in Physics, 81(1), p.016301_1 - 016301_61, 2018/01
被引用回数：127 パーセンタイル：91.67(Physics, Multidisciplinary)In the last two decades, through technological, experimental and theoretical advances, the situation in experimental fission studies has changed dramatically. With the use of advanced production and detection techniques both much more detailed and precise information can now be obtained for the traditional regions of fission research and, crucially, new regions of nuclei have become routinely accessible for fission studies. This work first of all reviews the recent developments in experimental fission techniques, in particular the resurgence of transfer-induced fission reactions with light and heavy ions, the emerging use of inverse-kinematic approaches, both at Coulomb and relativistic energies, and of fission studies with radioactive beams. The emphasis on the fission-fragment mass and charge distributions will be made in this work, though some of the other fission observables, such as prompt neutron and 
-ray emission will also be reviewed. The review will conclude with the discussion of the new experimental fission facilities which are presently being brought into operation, along with promising "next-generation" fission approaches, which might become available within the next decade.
西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; Vermeulen, M. J.; 牧井 宏之; Orlandi, R.; 塚田 和明; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 佐藤 哲也; 永目 諭一郎; et al.
EPJ Web of Conferences, 163, p.00041_1 - 00041_6, 2017/11
被引用回数：1 パーセンタイル：61.03(Nuclear Science & Technology)We are promoting a study of fission using multi-nucleon transfer (MNT) reactions, where excited states in neutron-rich actinide nuclei, which cannot be accessed by particle capture and/or fusion reactions, are populated. Also, the excited states in the fissioning nucleus are widely populated by the MNT reactions, from which effects of excitation energy on fission properties can be investigated. Experiments were carried out at the JAEA tandem facility in Tokai, Japan. We studied reactions using the 
O beam and several actinide target nuclei such as 
Th, 
U, 
Np, 
Cm. Ejectile nucleus was identified by a silicon 
E-E telescope to identify transfer channel and hence the compound nucleus. Fission fragments were detected by multi-wire proportional counters, and fission fragment mass distributions (FFMDs) were measured for each isotope. Measured FFMDs are reproduced by a calculation based on the fluctuation-dissipation model, and importance of multi-chance fission concept is investigated. Fission fragment angular distribution relative to the recoil direction suggested the increase of the spin of the fissioning nucleus with the number of transferred nucleons.
金正 倫計
Proceedings of 6th International Particle Accelerator Conference (IPAC '15) (Internet), p.3798 - 3800, 2015/06
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)では、物質生命科学実験施設(MLF)、及び50GeVシンクロトロン(MR)でのユーザー運転のために、ビーム運転を実施している。ビーム強度をこれまで徐々に増強し、2015年3月から400kW、4月から500kWでの安定運転を行っている。大強度ビーム試験も実施し、2015年1月10日に、設計値である1MW相当の粒子加速器に成功した。この実験では、1MWでの安定運転に関する課題も明らかにすることができた。これら、RCSの現状について報告する。
千代 悦司; 山崎 正義*; 堀 利彦*; 長谷川 和男
Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.303 - 305, 2003/08
J-PARC, Linacの受電系統には、電磁石電源や高周波電源等の半導体を使用した機器から多量の高調波電流が流出する。主要電源の整流方式や回路構成から高調波抑制ガイドラインに則って電流を算出するとともに、実測を行い各電源からの高調波電流を算出した。結果、6.6kV系統換算で91Aの高調波電流が発生し、そのうち半分以上がクライストロン高圧直流電源からであった。高調波対策は主に第2変電所の6.6kV系統に接続された大容量の高調波フィルターで行われる。その容量は、1MVarから数百kVerであり、進相コンデンサと協調して電源系統の安定・効率的運転を行う計画である。
金正 倫計; 齊藤 芳男*; 西澤 代治*; 道園 真一郎*
Journal of Nuclear Materials, 318, p.307 - 312, 2003/05
被引用回数：9 パーセンタイル：53.22(Materials Science, Multidisciplinary)大強度陽子加速器施設の3GeVシンクロトロンでは、渦電流の影響を抑制するために、真空ダクト材料として、アルミナセラミックスの使用を検討している。アルミナセラミックスの放射線照射効果を検討するために、原研高崎研2号加速器を利用して2.5MeVの電子線照射を行っている。これまで1000MGyまで照射したサンプルの抗折強度試験及びアルミナセラミックスとチタンの接合強度試験を行ったので現状を報告する。
増川 史洋; 中野 秀生*; 中島 宏; 笹本 宣雄; 田山 隆一*; 半田 博之*; 林 克己*; 平山 英夫*; 秦 和夫*
JAERI-Tech 2003-018, 42 Pages, 2003/03
高エネルギー陽子加速器施設の遮へい設計では、膨大でかつ複雑多岐にわたる条件のストリーミング計算が必要である。それら全てを詳細計算に頼ることは困難であり、簡易計算法がしばしば用いられる。高エネルギー中性子を対象として開発された簡易ストリーミング計算コードDUCT-IIIの精度評価を目的として、2種類のストリーミングベンチマーク計算を実施した。実験値及びモンテカルロコードによる詳細計算結果との比較検討の結果、本コードが大強度陽子加速器施設のストリーミング計算に十分適用可能な計算精度を有することを実証した。
津田 修一; 山口 恭弘
保健物理, 36(1), p.51 - 60, 2001/03
近年、高エネルギー加速器は、基礎科学研究、原子力開発等に利用される高エネルギー放射線源として注目されている。これらの加速器施設における遮へい設計,放射線管理等において、線量換算係数を用いた高エネルギー放射線に対する線量評価は極めて重要である。いくつかのグループは、ICRP74に含まれていない放射線や、より高いエネルギーの放射線に対する線量換算係数を計算している。本報告では、10MeV以上の種々の放射線に対する実効線量,実効線量当量,及び国際放射線単位測定委員会が推奨している計測実用量に関する線量換算係数の現状を整理し、問題点をまとめた。
河合 勝雄; 遠藤 章
JAERI-Data/Code 2000-033, 59 Pages, 2000/10
JAERI-Data-Code-2000-033.pdf:3.35MB
現行法令に規定されている核種に関する国際放射線防護委員会(ICRP)の内部被ばく線量評価法に基づく「空気中濃度」、「排気中または空気中の濃度」、「排液中または排水中の濃度」の計算値については、JAERI-Data/Code 2000-001「ICRPの内部被ばく線量評価法に基づく空気中濃度等の試算」(2000年1月)として報告した。本報告では、JAERI-Data/Code 2000-001に報告した核種以外の、おもに加速器施設及び熱核融合実験炉の管理あるいは設計などにおいて、内部被ばく管理上重要と考えられる81元素248核種について、吸入摂取及び経口摂取した場合の線量係数を算出するとともに、「核種ごとの空気中濃度等」の試算値を示した。また、「核種ごとの濃度が規定されていない場合の空気中濃度等」を求め、JAERI-Data/Code 2000-001の当該空気中濃度値との比較結果を示した。
荒川 和夫
Isotope News, (525), p.57 - 58, 1998/02
放射線事業所における大型加速器施設の日常管理について、(1)放射線発生装置使用施設の健全性を確保するために必要な管理、(2)加速器を安全にかつ安定に運転するための管理、及び、(3)加速器の運転や照射実験による機器等の放射化による放射線被ばくと汚染防止のための管理、について加速器施設における特有な問題を含めて記述した。更に、共同利用施設として外部利用者も含めて、照射実験の安全性と施設の健全性について述べた。
遠藤 章; 高田 弘; 山口 恭弘
JAERI-Data/Code 97-039, 37 Pages, 1997/10
JAERI-Data-Code-97-039.pdf:1.36MB
高エネルギー陽子による核破砕反応で中性子発生用金属ターゲット中に生成され、かつ、ICRPにより線量係数が与えられていない11種類の放射性核種について、それらの吸入摂取に対する線量係数を計算した。計算にはICRP Publ.66の呼吸気道モデルに基づくLUDEPコード及びNUDATの放射線データを用いた。これらを用いて計算される線量係数の妥当性を評価するために、66核種についてICRP Publ.68の線量係数との比較を行った。本計算方法で算出される線量係数は、計算に用いる放射線データが大きく異なる核種を除けば、ICRP Publ.68の値と良く一致することを確認した。計算された線量係数を基に、年摂取限度及び空気中濃度限度を算出した。これらの線量係数、限度等は、大型陽子加速器施設における換気設備等の設計や的確な内部被ばく防護を実施するうえで極めて有効である。
沢村 卓史*
PNC TJ1600 97-001, 77 Pages, 1997/03
核燃料施設の環境評価項目の1つとして、施設力からの直接線およびスカイシャイン線による線量評価がある。この線量評価は遮蔽計算コードにより解析が行なわれている。しかし、ベンチマーク実験が極めて少ないこと等もあり、評価においては、充分な安全裕度が見込まれている。このため、合理的な評価を行うためには、スカイシャイン線に係わる実測データの取得が不可欠である。本研究は施設からのスカイシャイン線のベンチマークデータの取得および各種計算コードの検証を目的として実施するものである。今年度は、作成した同期型パルス状放射線測定装置を用いて、北大45MeV電子線形加速器施設周辺の線量分布測定を、漏洩ガンマ線の平均自由行程の約10倍程度の距離(約600m)にわたって実施することにより、施設周辺におけるスカイシャインの影響を明らかにするとともに、汎用ユーザーズ版EGS4コードにより北大45MeV施設のスカイシャイン線の評価を行い、実験結果との比較検討を行うため以下の研究を行った。・電子線加速器から発生する制御X線を線源とし、作成した同期法パルス状放射線測定装置を用いて、施設から西方向350m、南方向100m、北方向600mにわたるスカイシャイン線の測定を行った。測定結果はG(E)関数法により空間線量率に換算された。その結果、施設から70m以内、100m-400mの区間および400m以遠では異なる空間変化を示すことが分かった。・汎用版EGS4に備えられたポイント検出器を用いて、北大45MeV電子線形加速器施設からのスカイシャイン線評価のためのシミュレーションを行った。・シミュレーションの結果と実験結果とを比較検討した。双方のデータに未だ統計誤差を含むが、70m以内の実験データとの比較には、施設の構造をより反映した幾何学的形状が必要である。しかし、本シミュレーション結果は100m以遠の実験結果をよく再現することが分かった。
田中 隆一; 四本 圭一; 渡辺 博正
Radioisotopes, 45(3), p.213 - 220, 1996/03
荷電粒子放射線を発生するための粒子加速器の台数は近年急速に増加し、約1千台の加速器が医療、工業及び研究用として利用されている。本稿では、主に設備や機器の面から、電子加速器及びイオン加速器施設で実施れている放射線安全対策について述べる。特に工業プロセス用の電子線照射施設及び高エネルギーのイオンビーム照射を目的とした多目的研究施設を代表例としてとりあげ、放射線防護の考え方及び設備・機器の現状を紹介する。
宮原 義一
日本結晶学会誌, 38(3), p.249 - 253, 1996/00
SPring-8の加速器施設は1GeVライナック及び8GeVシンクロトロンの入射器と、8GeVの蓄積リングから成る。蓄積リングは周長1436mで、48個のDBA構造のユニットセルから成り、エミッタンスは6nmradである。このリングでは38個の挿入光源と23個の偏向磁石から高輝度の放射光をとり出し、ビームラインに供給する。現在、3つの加速器の建屋はほぼ完成し、加速器設備も設置されライナック、シンクロではテスト運転が開始されている。来年2月の蓄積リングの始動運転に向けて努力が続けられている。
沢村 卓史*
PNC TJ1600 95-004, 51 Pages, 1995/03
核燃料施設からの直接線およびスカイシャイン線による線量評価は、施設の環境評価項目の1つに位置づけられており、遮蔽計算コードにより解析が行われている。しかし、ベンチマークデータが極めて少ないこと等もあり、評価においては十分な安全裕度が見込まれている。このため合理的な評価を行うためには、スカイシャイン線に係わる実測データの取得が不可欠である。本研究は、施設からのスカイシャイン線のベンチマークデータの取得および各種計算コードの検証を目的として実施するものである。今年度は、同期方式によるパルス状放射線測定装置を作製し、北大45MeV電子線型加速器施設内の線量分布測定を実施することにより、作製した装置がスカイシャイン線による線量測定に有効であることを実験的に明らかにすると共に汎用ユーザーズ版EGS4による北大45MeV施設のスカイシャイン線評価への適用を検討するため以下の研究を行った。・同期法によるパルス状放射線測定装置を作製し、ゲート動作の有効性とバックグランド低減率の測定等の基礎実験を行った。その結果、ゲートパルス幅が10
S時において約1.5
10-3の低減率を得た。・北大45MeV電子線型加速器施設内の建て屋内外の線量分布測定を実施した。その結果、バックグランドレベルの1/20-1/250のレベルの施設からの放射線を短時間で精度良く評価できることが実証された。・EGS4による北大45MeV電子線型加速器施設からのスカイシャイン線評価のためのシミュレーションを行った。その結果、約400m以遠において多重散乱の効果が大きくなることが示された。
玉田 正男
Isotope News, (484), p.18 - 21, 1994/10
ドイツ重イオン研究所(GSI: Gesellschaff fuer Schwerionenforshung mbH)の組織、イオン注入器・UNILAC (Universal Linear-Accelerator)・SIS (Heavy-Ion Synchrotron)・ESR (Experimental Strorage Ring)等の加速器施設、研究の概要、材料研究グループの研究内容の紹介記事である。
