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株本 裕史; 松田 誠; 中村 暢彦; 石崎 暢洋; 沓掛 健一; 乙川 義憲; 遊津 拓洋; 松井 泰; 中川 創平; 阿部 信市
Proceedings of 19th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1109 - 1113, 2023/01
原子力機構-東海タンデム加速器施設は最高運転電圧が約18MVの大型静電加速器で、重イオンビーム等を用いた核物理,核化学,原子物理,材料照射などの各分野で利用されている。本発表では、2021年度における加速器の運転・整備状況およびビーム利用開発等について報告する。当施設では近年、運転中の放電が頻発するため、加速電圧を約15MVと以前よりも低く抑えている。これは加速電圧に対する絶縁性能が必要な機器類(セラミック製加速管や発電機駆動用アクリルシャフト等)が経年劣化してきているためと思われる。2021年度には低エネルギー側加速管7本(3.5MV相当)とアクリルシャフト2本の交換作業を行い、絶縁性能の回復を図った。2020年度にも同様の交換作業を行っており、全体的に経年劣化が進んでいると思われることから、今後は抜本的な対策を検討する必要があると考えている。また、当施設では、現在の施設のアップグレードを行い、後継となる加速器を導入する計画の立案を行っている。超伝導加速器の技術を使用し、高エネルギー・高強度の重イオンビーム等を発生させるものであり、こちらの概要についても併せて報告する。
松田 誠; 長 明彦; 石崎 暢洋; 田山 豪一; 仲野谷 孝充; 株本 裕史; 中村 暢彦; 沓掛 健一; 乙川 義憲; 遊津 拓洋
JAEA-Conf 2018-003, p.126 - 131, 2019/02
原子力機構東海タンデム加速器では2003年に21gapのコンプレスドジオメトリ型加速管への更新を行った。更新直後に16MVの電圧発生を確認し2年後には18MVに到達した。2007年、2008年には真空トラブルによりダメージを受け、加速電圧が下がってしまったが加速管を交換することで性能を回復し、2015年までは18MVを維持した運転を継続してきた。これまでの最高加速電圧は18.5MVである。しかしながら近年は高電圧発生時の放電の頻発や、2016年12月に発生した大規模な真空破壊事故により加速電圧が12MVにまで低下してしまった。主たる原因は真空事故による加速管内部への塵やストリッパーフォイル片の混入と考えられ、現在全加速管を取り外し内部の洗浄作業を実施している。この洗浄作業に際し、加速管のアパーチャー電極の放射化測定や管内のセラミクスの汚れの状況を確認した。一部の加速管には内部セラミクスが剥離したものがあった。現在、性能回復のために加速管の洗浄作業および性能向上のために加速器のアライメントを実施している。
松田 誠; 株本 裕史; 田山 豪一; 仲野谷 孝充; 中村 暢彦; 沓掛 健一; 乙川 義憲; 遊津 拓洋; 松井 泰; 石崎 暢洋; et al.
Proceedings of 15th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1271 - 1275, 2018/08
原子力機構-東海タンデム加速器は最高加速電圧が約18MVの大型静電加速器であり、核物理,核化学,原子物理,材料照射などの分野に利用されている。2016年12月に発生した真空事故以降加速電圧が12MVまで低下した。加速管内に混入した塵や荷電変換用の炭素薄膜を除去すべく80本の全加速管を取り外し再洗浄を実施した。洗浄に4か月、再組立てに2か月を要した。このため2017年2月から約10か月が加速器の整備期間となった。加速管の再構築に伴い加速管と圧力タンク外の機器との再アライメントを実施した。運転再開は2017年12月となり、利用運転期間中に定期的なコンディショニングを行うことで16.5MVの運転電圧まで回復させることができた。2017年度の加速器の運転・整備状況およびビーム利用開発等について報告する。
株本 裕史; 長 明彦; 石崎 暢洋; 田山 豪一; 松田 誠; 仲野谷 孝充; 中村 暢彦; 沓掛 健一; 乙川 義憲; 遊津 拓洋
Proceedings of 14th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1404 - 1408, 2017/12
原子力機構-東海タンデム加速器施設は最高運転電圧が約18MVの大型静電加速器で、核物理,核化学,原子物理,材料照射などの各分野に利用されている。当施設では2015年度中に起きた運転中の放電等により一部の加速管に不調が生じたため、しばらく加速電圧を低く抑えて運転を継続していたが、2016年度に加速管8本の交換作業を実施し、加速電圧は約17MVまで回復した。しかし、12月に起きた真空トラブルのため、再び加速管に不調が発生し、加速電圧を低く抑えての運転を余儀なくされた。現在、加速管を全て分解し、クリーニング等による電圧性能の回復を図っている。本発表では加速器の運転・整備状況およびビーム利用開発等について報告する。
松田 誠; 長 明彦; 石崎 暢洋; 田山 豪一; 仲野谷 孝充; 株本 裕史; 中村 暢彦; 沓掛 健一; 乙川 義憲; 遊津 拓洋
Proceedings of 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1413 - 1417, 2016/11
原子力機構-東海タンデム加速器施設における2015年度の加速器の運転日数は141日であった。最高運転電圧は18MVで、10日間の利用があった。11月に加速器の放電により一部の加速管に不調が生じ、運転電圧を低く抑えて運転を継続せざるを得なくなり、年度末には最高運転電圧は13MVまで下がった。利用されたイオン種は15元素(18核種、22のイオン種)である。利用分野は核物理36%、核化学26%、原子物理・材料照射33%となっている。主な整備事項として、加速管の高エネルギー側にあるビームアパーチャーおよびファラデーカップ位置の再アライメントを行った。また、年度途中から不調となった加速管8本の交換作業を実施した。2015年度の加速器の運転・開発状況およびビーム利用開発について報告する。
宇野 定則; 花屋 博秋; 山崎 翔太; 山縣 諒平; 清藤 一; 長尾 悠人; 上松 敬; 川島 郁男*; 八木 紀彦*; 高木 雅英*; et al.
第28回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.121 - 123, 2015/12
高崎量子応用研究所の電子加速器は最大出力2MV、30mA、60kWで、1981年1月に運転が開始された。この加速器は圧力容器内に2本の加速管を内蔵しており、垂直および水平方向に電子線を発生できるデュアルビーム型電子加速器である。平成26年度は4月から10月にかけて経年劣化による故障が頻発し、稼働率は60%に低下した。垂直ラインは、これらの故障が原因で0.5MVの運転はできない状況であり、更に水平ラインの部品を垂直ラインの故障した機器に転用したため水平運転は停止中である。本研究会では、当電子加速器の運転・故障の状況および整備の内容を報告する。
松田 誠; 竹内 末広; 月橋 芳廣; 堀江 活三*; 大内 勲*; 花島 進; 阿部 信市; 石崎 暢洋; 田山 豪一; 仲野谷 孝充; et al.
第18回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.11 - 14, 2005/11
2004年度の原研タンデム加速器の運転日数は、7月に高電圧端子との通信トラブルが発生したが、例年並の214日(約5000時間)を維持できた。そのうちブースターの利用運転は42日であった。最高端子電圧は高圧超純水洗浄を施したコンプレスドジオメトリ型加速管の更新により、約1年余りでビーム無しで18.7MV、ビーム有りで18.0MVを記録し建設以来の最高となった。KEKと共同で進めてきた短寿命核加速実験施設(TRIAC)の設置に伴い、新たなインターロックシステムを構築した。一方TRIACは3月に施設検査を終了し、ウランの陽子誘起核分裂反応で生成された
Xe(T
=14min)ビームの加速に初めて成功した。本研究会では、2004年度における運転,整備及び利用状況について報告する。
松田 誠; 竹内 末広; 月橋 芳廣; 堀江 活三; 大内 勲; 花島 進; 阿部 信市; 石崎 暢洋; 田山 豪一; 仲野谷 孝充; et al.
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.1 - 4, 2004/00
原研タンデム加速器では昨年度、加速管をコンプレスドジオメトリ型の加速管へ更新した。加速管内の超音波及び高圧純水洗浄の効果により、わずか1週間程のコンディショニングで更新前の約16MVの端子電圧を達成することができた。充分なコンディショニング時間を確保できなかったが、1MV及び2MVユニットでは平均で110%の電圧を達成し、フルカラムによる電圧上昇試験で18.2MVを達成した。そのほか強力なターミナルイオン源への更新のために入射系の改造を行うべく準備を進めており、昨年度ガスストリッパー装置の撤去を行った。短寿命核加速施設は昨年度までの3年間で施設の建設及び装置の設置はほぼ終了し、今年度中の短寿命核の加速実験を目指して装置全体の立ち上げ及びインターロックなどの安全装置の製作を現在行っている。また短寿命核加速施設からの1MeV/uのビームを既存の超電導ブースターで加速できるように現在のブースターの前段部に
=6%のlow空洞を設置し最大5
7MeV/uまで加速する計画を進めている。研究会ではこのほかに昨年度のタンデム加速器施設の運転、整備の状況について報告する。
中山 元林; 遠山 伸一; 野村 昌弘; 平野 耕一郎; 山崎 良雄; 佐藤 勇
JNC TN9400 99-073, 18 Pages, 1999/08
線形加速器だけでなく、円形加速器や蓄積リングを含めた大電流加速器として進行波還流型加速構造を提案する。その構造は常伝導の加速構造であるが、連続波でビーム電流を10Aまで加速することが可能である。このような加速管では大電流においてビーム不安定性による共鳴電界が発生し易く、空洞内で発生した高次モードを消すためにはビーム輸送の口径を大きくする必要がある。このような加速構造は、高効率であるだけでなく大電力入力も可能であり、また励起モードの蓄積エネルギーも非常に小さい。このような加速管は、シングルモード型と呼ばれており、円形加速器の位相安定化のためビームがRFの最適位相からずれても、空洞のデチューニングは必要としない。本報告書では、このような特徴を有する大電流加速管について、検討結果を報告する。
田島 訓; 高田 功; 水橋 清; 宇野 定則; 大越 清紀; 中嶋 佳則; 齋藤 勇一; 石井 保行; 酒井 卓郎; 神谷 富裕
第12回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.26 - 29, 1999/00
平成10年度TIARAの各加速器は宇宙用半導体の耐放射線性試験、バイオ技術研究,複合照射による核融合炉材料の研究,マイクロビームによるPIXE分析などを中心とした放射線高度利用に使用された。静電加速器では計画的な加速管交換を進めており、積算運転時間がほぼ1万時間に達した10年度に各加速器の加速管を交換した。報告では、各加速器の運転整備状況を中心とした現状について述べる。
竹内 末広
加速器の現状と将来; 原子力先端技術,5, (6), p.46 - 53, 1998/06
日本原子力産業会議の発行する「原子力と先端技術」の特集「加速器の現状と将来」のうち静電加速器についての加速技術と利用の現状と将来の概要を記述したものである。内訳は、各種静電加速器の利用の概況、タンデム加速器の加速エネルギー増強におけるこれまでの傾向、加速管の性能について、絶縁構造の改良例、最大級タンデム加速器の現状、そして今後の展望に分かれている。
王 元林
PNC TN9410 93-203, 57 Pages, 1993/03
進行波還流型レゾナントリング(TWRR)の特性について、解析と試験の結果を比較評価した。還流部の特性解析では、マイクロ波(RF)の反射,結合係数,方向性の効果を考慮した。加速管部の解析では、一定インピーダンス型と電場一定型構造の加速管についてRF特性を解析し、ビームローデングのある場合とない場合の比較評価を行った。また、結合係数一定の場合と電流値の変化に合わせて最適な結合係数になるように設定した場合の比較も行った。Q値については、還流部のみの場合と加速管部も含めた総合的なものについても求めた。試作したTWRRを用いて、低出力と高出力のRF試験を行った。試験の結果をもとに、TWRRの安定性について解析評価した。また、同様にTWRRを用いて、クライストロンの窓部(RF窓)単体の特性についても評価した。その結果、特性解析の結果と試験結果は、良く一致することが確認された。
姫野 嘉昭; 遠山 伸一; 佐久間 実
PNC TN9410 93-011, 192 Pages, 1992/03
核変換技術に必要とされる大強度CW電子線形加速器の要素開発を効率的に進めるために、平成3年1月から活動を開始した「大強度CW加速器研究会」における、種々の報告と議論等の概要を取りまとめたものである。事業団において開発中の大強度CW電子線加速器に関する技術は、種々の加速器を利用した核変換技術に共通の基盤となるものであり、加速器の大強度化に向けたひとつのマイルストーンとして、着実に進める必要のあることが確認された。また、開発すべき加速管の形式としては、進行波還流型を選定することが望ましいとされた。
王 元林
PNC TN9410 92-039, 26 Pages, 1992/02
放射性物質を扱う高出力の加速器開発を目的に、試験用の連続波電子線型加速器の設計を行った。この加速器は、室温で運転され、出力1.2MWのL-バンド連続波を供給する2台のクライストロンでエネルギーが投入されて、100mAの電子を10MeVに加速することが出来る。平均ビーム出力はデューテイファクター20100%の時に200KW1MWである。設計では、加速管に進行波還流型の加速管を採用した。この型の加速管には、高い加速率を維持したままビームブレークアップ(ビーム散乱)の防止するため加速部を短く設計できる利点がある。これらの設計の際は、特別な工夫を加え、またそれに基づく設計計算も行った。加速管構造の寸法とパラメータの決定は変分法に基づく計算で行った。計算で得たマイクロ波の共鳴周波数は、実測値と1/100%オーダーの誤差範囲内で一致した。現在、設計した加速器の要素開発を大洗工学センターで進めている。
尾下 博教; 遠山 伸一; 平野 耕一郎; 小無 健司; 笹尾 信之; 佐藤 勇
PNC TN8410 91-048, 92 Pages, 1991/02
高レベル廃棄物中のFission Productに関する消減処理研究は、東海事業所技術開発部フロンティアグループにて昭和63年度に開始した。平成元年度には同グループを核燃料技術開発部先端技術開発室に改組し、消減処理用加速器の要素開発研究を本格的に開始した。本年度の上記テーマの研究内容は、大電力Continuous Wave(以下CWと略す)加速管、大電力CWクライストロンの設計及び試作、大電力CWクライストロン用電源の設計等である。これらは平成元年度から引き続き行っており、現在のところCW運転時の電気的、熱的設計を中心に扱い、データとしては加速管、クライストロン等の試作要素の特性が得られている。また、これと並行して加速器建屋の設計を行った。本資料は、上記テーマに関して平成2年度の活動成果を中心にまとめたものである。内容は、消減処理要素技術開発用の大強度CW電子線形加速器の研究開発の計画及び現状から成っている。第1章では、消減処理に使用する核変換装置として加速器に要求される性能とその開発計画について述べ、以下の章では、大強度CW電子線形加速器の要素技術開発に関する今年度の開発成果について述べる。
草間 義紀; 根本 正博; 飛田 健次; 竹内 浩
Review of Scientific Instruments, 61(10), p.3107 - 3109, 1990/10
被引用回数：5 パーセンタイル：58.15(Instruments & Instrumentation)中性粒子分析器を大型化せずに熱的イオンから数十万電子ボルトに及ぶ広範囲のイオンエネルギー分布を測定するため、ストリッピングセルと偏向電磁石の間に加速管を備えたE11B型中性粒子分析器を開発した。偏向磁場に入る前に加速管中で検出可能なエネルギーまでイオンを加速することにより、高エネルギーイオンを測定する強い偏向磁場に対しても低エネルギーイオンの検出を可能にするものである。較正試験によりイオンが期待通りに加速されることを確認し、加速法を用いることにより分析器のエネルギー比(Emax/Emin)が100まで改善されることを確認した。この分析器を用いてJT-60の多様な加熱実験においてイオンエネルギー分布を測定した。以上の様にこの論文では、加速法の原理、加速管を備えた中性粒子分析器、較正実験及びJT-60における測定結果について述べる。
浅見 明
日本原子力学会誌, 15(1), p.37 - 42, 1973/01
1970年から二年間で設計製作された原研の新しいリニアックの各部の紹介と、これまでに得られた結果の報告である。1972年4月より8月まで試運転が行われ、9月よりこれを用いた実験が開始された。加速管は2m2本、3m3本で各加速管には、それぞれ尖頭出力20MW、2857MCのマイクロ波が入れられる。加速される電子ビームの設計特性は次の通りである。最大エネルギー(零電流)180MeV、80MeVg
secの時電流600mAパルス巾5nsecから2sec 可変、パルス繰返し50から600PPSである。実際得られたビームは、略此れら特性を満す。リニアックについては次の各部について説明されている。加速管、マイクロ波装置、パルサー、電子入射装置、ビーム伝送系及び冷却系装置、それに計算機である。此の他、リニアックを用いた実験施設についても簡単に紹介されている。
乙川 義憲; 長 明彦; 石崎 暢洋; 田山 豪一; 松田 誠; 仲野谷 孝充; 株本 裕史; 中村 暢彦; 沓掛 健一; 遊津 拓洋
no journal, ,
原子力機構東海タンデム加速器施設における2016年度の運転・整備・開発状況を発表する。加速器の運転日数は110日であった。実験で利用されたイオン種は16元素(22核種)で、その内、高電圧端子内イオン源(ターミナルECRイオン源)からのビームが43%を占めた。最高加速電圧は16.7MVであった。また、垂直実験室の利用を開始し、1件(2日間)の液体ターゲットを用いた実験を実施した。2016年3月からの定期整備で低エネルギー側加速管8本を交換した。運転中の放電等の影響により12MV程度まで低下していた端子電圧が15MV程度まで回復し、さらに10月からは16MV程度での運転が可能となった。しかし、12月の垂直ビームライン整備中にバルブ操作を間違い、電圧印加中の加速管内に大気を混入させてしまった。そのため、端子電圧が11MV程度まで低下し、4件(18日間)の実験が中止となった。端子電圧回復のため、2017年2月から9月の予定で全加速管(80本)を取外し、内部洗浄等による回復を図っている。加速器の開発として、東海タンデム加速器では高電圧端子内機器への電力供給のために地上電位にある40HP及び30HPのモーター出力を動力伝達アクリルシャフトを介して端子内の10kVA及び15kVAの発電機を駆動している。このシャフトの軸受マウント部を改良しベアリング寿命を大幅に伸ばすことに成功した。
株本 裕史
no journal, ,
原子力機構-東海タンデム加速器施設は最高運転電圧が約18MVの大型静電加速器で、核物理, 核化学, 原子物理, 材料照射などの各分野に利用されている。当施設では2003年に加速管を従来型から新型(コンプレスド・ジオメトリ型)に更新し、ターミナル電圧の向上を目指してきた。加速管更新からこれまでの主な整備・トラブルとターミナル電圧の現状等について報告する。
松田 誠
no journal, ,
原子力機構原子力科学研究所のタンデム加速器施設は、1982年9月から供用運転を開始し運転開始から42年を迎える施設である。この間、超伝導ブースターによる加速エネルギーの増強、負イオン源及びターミナルイオン源の増設による加速イオン種およびビーム強度の拡大、実験室の整備による新たな利用の展開など、研究テーマの進展に応じて施設を充実させてきた。発表では当施設の約40年の研究開発のあゆみを中心に報告する。
