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静間 俊行; 羽島 良一; 峰原 英介
Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.53 - 55, 2000/07
原研自由電子レーザー研究グループでは、ビームエネルギー回収法によるレーザー出力の向上を目指している。この計画で、既存のビームラインへ、3台の60度偏向電磁石から構成される180度アークを追加し、主加速器へのビーム再入射を行う。エネルギー回収を効率よく行うために、このビーム輸送系には、等時性及び収色性をもつことが要求される。また、周回ラインへビームを入射するために、周回ビームと入射ビームの合流用電磁石系ラティスが必要となる。本報では、エネルギー回収ビーム輸送系のデザイン設計、計算コードによるシミュレーション結果について報告する。
静間 俊行; 峰原 英介; 西森 信行; 永井 良治; 羽島 良一; 沢村 勝; 菊澤 信宏; 山内 俊彦
Proceedings of 20th International Linac Conference (CD-ROM), 3 Pages, 2000/00
原研自由電子レーザー研究グループでは、超電導リニアックを用いた高出力自由電子レーザーの研究を行っている。これまで、遠赤外領域において、平均レーザー出力2kW以上の世界最高出力を記録している。このような高出力レーザーを達成できた要因として、電子銃の高性能化、光共振器の改良、電子ビーム輸送系の改善等があげられる。本会議では、これらの成果について発表する。また、さらなる高出力化を目指し、ビームエネルギー回収実験を計画しており、本会議では、エネルギー回収ビーム輸送系の電磁石ラティスのデザイン設計や、計算コードを用いて行ったビームダイナミクスのシミュレーション結果についても報告する。
杉本 昌義; 沢村 勝
NUP-A-96-10, 0, p.322 - 324, 1996/00
原研では遠赤外領域における自由電子レーザー(FEL)発振をめざし超電導リニアックを中心とした実験施設を建設した。放射線管理の問題上、電子ビームは最大1msec幅、くり返し10Hzでパルス運転される。これに同期してRFシステムは幅3msec、10ppsで同様にパルス運転されている。この方式は超電導空洞におけるRF場のフィードバック制御において困難を生じさせ、とくに長い時間レンジでみたときのふらつきが問題となる。この種のふらつきを制御する有効な方法として、空洞内の位相を一定に保つようなデジタル制御を既存の制御系に組込むことを試みた。制御のためのシステムモデル解析及び制御性能を報告する。
加速器管理室
JAERI-Tech 95-034, 163 Pages, 1995/06
原研のタンデム加速器は質量数が約70以上の重イオンに対して核反応を起こすのに必要なエネルギーに満たなくなる。そこで重イオンのエネルギーを2~4倍に増強するため超電導リニアックを用いたブースターを開発した。ブースターは超電導バンチャー、超電導リニアック(40台の超電導空洞)、超電導デバンチャーから成り、タンデムからの直流ビームを約60%パルス化し、加速後エネルギーを揃えて連続的なビームをターゲット室へ導く。1994年に設計性能を達成し、代表的な重イオンの加速に成功した。本報告書は開発の目的と経緯、本体の超電導空洞、クライオスタット、ヘリウム冷却系、ビームライン等の設計、製作および性能、建家とその設備、安全系の設計と設備、ビーム加速性能試験結果、そしてブースターを使った研究計画と実験装置について述べた。
竹内 末広; 柴田 理尋*; 石井 哲朗; 池添 博; 吉田 忠
Proc. of the 1994 Int. Linac Conf., 2, p.758 - 761, 1995/00
原研タンデム加速器の後段ブースターとして開発してきた超電導リニアックが1993年に完成し、調整運転・ビーム加速テストを行ってきた。結果としては、加速電圧は「Q-disease(水素析出によるQ低下の病気)」の影響があるものの設計値30MVの94%にあたる28MVまで発生できる。これまでに加速したイオンはCl
、Cl
、Ni
でそれぞれ351MeV、446MeV、658MeVまでの加速エネルギーを得た。その他の面も含めてほぼ設計通りの性能を得ており、これまでの運転経験、性能試験結果、ビームテスト結果等について述べる。
竹内 末広
DESY-M-92-01 (Vol. 1), p.76 - 83, 1992/04
原研物理部における高周波超電導に関する研究開発活動には(1)超電導空洞を用いたタンデム後段ブースターの開発(2)超電導リニアックを利用した自由電子レーザーの開発(3)酸化物高温超電導体の高周波特性の研究と応用の3つがある。会議ではこれらの現状報告を行う。(1)については超電導空洞の製作状況と性能テストの結果及びクライオスタット、ヘリウム冷凍機の内容について概要を述べる。(2)については、リニアックの構成と製作状況、冷凍方式について概要を述べる。(3)については、表面抵抗の測定について簡単に述べる。
竹内 末広; 石井 哲朗; Min, B. J.*; 柴田 理尋
DESY-M-92-01 (Vol. l), p.395 - 405, 1992/04
原研物理部ではタンデム加速器の後段ブースターとして超電導リニアックを開発している。リニアックに使用される超電導空洞の製作が進み、これまでに12個の空洞の表面処理と性能テストを行った。これらの空洞に関するQ値と加速電界の測定結果とその成果、表面処理における改良点と問題点の報告を行う。また、外国で近年問題となっている冷却時間中に起るQ値の低下について原研の超電導空洞に対して行った実験結果もあわせて報告する。性能テスト結果は2~3の問題が起ったけれども高成績を得た。冷却時間中に起るQ値の低下の問題は原研の空洞でも起きたが、実用上問題となるQ値の低下は起らなかった。
竹内 末広
原子力工業, 39(1), p.67 - 72, 1992/00
今、東海研のタンデム加速器では超電導の後段ブースターを付設し重イオンのエネルギーを約4倍にする開発が進められている。ここでは、タンデム加速器の利用目的、加速原理、エネルギー性能、エネルギー増強の目的を紹介したうえで、エネルギー増強の方法としてはブースター付設が有効であること、ブースターの加速原理、超電導リニアックのメリット、超電導技術の基盤技術、開発状況、得られた性能、今後の展望等を述べている。
竹内 末広
Proc. of the 4th China-Japan Joint Symp. on Accelerators for Nuclear Science and Their Applications, p.79 - 81, 1991/00
原研タンデム加速器で加速した重イオンを更に加速する超電導後段ブースターを開発している。ダースターは1/4波長型のニオブ製超電導空洞を40台使用したリニアックとバンチャー、デ・バンチャー等から成り、各空洞は高周波位相を独立に制御するものである。これまでにバンチャーおよびデ・バンチャーを製作し、その中で超電導空洞4台を製作・性能試験を行なった。約6MV/mという高い加速電界を得ている。リニアックは10台のクライオスタットから成り、1台のクライオスタットに4台の超電導空洞が入る。これらは現在製作中である。期待される加速電圧は約30MVである。完成すれば質量数約200以下のあらゆる原子核間の核反応を起こすことが可能となる。論文及び講演では超電導空洞の製作と性能、ブースターの構成と配置、ヘリウム冷却系の概要等について述べる。
沢村 勝; 河原崎 雄紀; 大久保 牧夫; 益子 勝夫; 峰原 英介; 杉本 昌義; 吉川 博; 高部 正幸*; 佐々部 順*
Part. Accel., 33, p.183 - 188, 1990/00
自由電子レーザーの発振のためには高輝度(低エミッタンス・高電流密度)、高エネルギー分解能の電子ビームが必要である。原研では、自由電子レーザー用の超電導リニアックの建設を行っており、その詳細設計を行なった。電子銃においては、電極構造を工夫し、加速電圧を上げ、カソード径を選ぶことにより必要なビーム品質が得られた。サブハーモニックバンチャとバンチャの組合わを最適化しても、空間電荷効果のため縦方向の十分なビーム品質を得ることができないため、エネルギーセレクタによってビーム品質を向上させる。その際、エネルギー分散によるエミッタンスの増加をおさえるような磁石の設計を行なった。ビームエネルギーの違いによるアンジュレータ・パラメータ、ゲインの計算を行い、十分なゲインが得られた。
