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鈴木 康夫
Proceedings of 6th ICFA Beam Dynamics Mini-workshop on Injection and Extraction in High Intensity Proton Machines, 31 Pages, 1999/09
大強度陽子蓄積リング用に研究された、LUCE荷電変換入射法について報告する。このコンセプトは、レーザーとアンジュレーター併用によりH
ビームを効率よく荷電変換するものであり、全く新しい方法である。アンジュレーターNでHをH
に荷電変換し、つづいてHをレーザーによりH(n=3)に励起する。これをアンジュレーターIに入れてH
に変える。この方法は従来行われてきたフォイル法と違い、まったく物質を使わないため、放射化させることもなく耐久性にも優れている。レーザー及びアンジュレーターは実用化されているレベルの技術で可能であり、5MWクラスの大強度陽子蓄積リングに有効である。
鈴木 康夫*
JAERI-Research 99-042, 16 Pages, 1999/06
JAERI-Research-99-042.pdf:0.94MB
原研中性子科学研究計画のための陽子蓄積リング入射に用いる新しい荷電変換法DoLUCEについて報告する。これは、さきに提唱しているLUCE法を、新しい計画に沿って入射エネルギー0.8-1.0GeVに対応させるためのものである。2台のレーザー光を用いるLUCE(Laser and Undulator Charge Exchange)法であることからDouble Lasers and Undulator Charge Exchangeの頭文字をとってDoLUCEと名づける。DoLUCEでは、遠赤外光と可視光の実績のある2つのレーザー光で2段階2波長励起を行う。しかも、アンジュレーター磁場中でH
ビームをイオン化するものである。Hビームを磁場中で励起することによって励起される量子状態を限定し、イオン化の際のビームエミッタンスの増大を抑えることに成功した。しかも、それぞれのレーザー出力を大幅に軽減することが可能となった。この方式によって、市販のレーザーによって実用化できる見通しであり、装置の規模もかなり小型化できる。
金正 倫計; 野田 文章*; 石 禎浩*; 中山 光一*
JAERI-Research 99-037, 75 Pages, 1999/05
JAERI-Research-99-037.pdf:2.69MB
中性子科学研究計画では、短パルスで大強度の中性子を用いた中性子散乱実験が大きな柱の一つである。線形加速器のみで短パルスで最大5MWもの大強度中性子ビームを発生させることは不可能であるので、線形加速器で加速されたいくつもの短パルスビームを大強度になるまで蓄積するための蓄積リングが必要となる。今回は、この大強度陽子蓄積リングの電磁石配置すなわちラティスの検討を行ったので、その検討結果を報告する。
野田 文章*; 金正 倫計
JAERI-Research 99-019, 64 Pages, 1999/03
JAERI-Research-99-019.pdf:1.83MB
中性子科学研究計画用陽子蓄積リングには、出力パワーで5MWが要求されている。2台のリングで5MWを達成するとしても、平均周回ビーム電流値は50Aにも達する。このような大電流ビームを安定に蓄積するには、バンチングファクターを大きくしてピーク電流値を下げる必要がある。また運動量拡がりが過度に増大しないように制御することもビーム損失を低減するうえで重要となる。さらに本計画では速いビーム取り出しをするため、ビーム出射の段階までバンチ構造を保つ必要性がある。そこで本研究では上記の要求を満たす高周波系の概念検討を行うとともに、縦方向のビームシミュレーションコードを作成してビームダイナミクスの面からの検証も進めてきた。本報告書ではこれらの検討結果について報告する。
金正 倫計; 野田 文章*
JAERI-Tech 99-011, 46 Pages, 1999/02
原研が進めている中性子科学研究計画では、大強度陽子ビーム及びそれによって駆動される強力中性子を用いて、基礎科学研究や工学研究の展開が提案されている。その中でも、短パルスで大強度の中性子を用いての中性子散乱実験は、この計画の大きな柱の1つである。線形加速器のみで、短パルス(1
s以下)で大強度(5MW)もの中性子ビームを発生させることは不可能であるので、線形加速器からのビームを短パルスで蓄積し、大強度ビームとして発生させる蓄積リングが必要となる。今回この蓄積リングの概念検討を行ったので、これまで検討した結果を報告する。
鈴木 康夫*
Proceedings of 7th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-7) (CD-ROM), 10 Pages, 1999/00
次世代中性子源のための陽子蓄積リングについて報告する。このスキームでは、周期的磁場(アンジュレーター)とレーザー光(大出力レーザー)をフォイルの代わりに用いる。この装置は蓄積リングの直線部におかれ、中性化部とイオン化部から構成される。イオン化部は、光学系とレーザー、それとアンジュレーターからなり、中性化用アンジュレーターから出てきた中性水素ガスを励起、イオン化する。レーザー光は、アンジュレーターの磁場によりイオン化しやすいように、n=3レベルへ励起するために用いる。この方法により、放射化を少なくし、ビームエミッタンスを小さくできる。以上の要素機器はすべて実用レベルの技術で実現可能である。
金正 倫計; 野田 文章*; 草野 譲一; 水本 元治
Proc. of 1st Asian Particle Accelerator Conf. (APAC98), p.411 - 413, 1998/11
中性子科学研究計画(NSP)で提案されている中性子散乱実験では、短パルス(パルス照射幅
1s)で、大強度(最大5MW)の中性子を生成する必要がある。線形加速器のみで短パルスで最大5MWもの大強度中性子ビームを発生させることは不可能であるので、線形加速器で加速されたいくつもの短パルスビームを大強度になるまで蓄積リングが必要となる。現在、線形加速器から蓄積リングへのビーム入射方法、ビーム蓄積、及びビーム取り出しなどについての検討を進めている。この会議では、これまでの検討結果を報告する。
鈴木 康夫*
JAERI-Tech 97-070, 29 Pages, 1998/01
原研中性子科学用陽子蓄積リングの入射装置(荷電変換装置)として、磁場と光による新しい入射装置を提案する。この入射装置は、ニュートラライザーとアイオナイザーにより構成される。ニュートラライザーとはアンジュレーター磁場によりHを中性化してHとするものであり、リング内の直線部に設置されるアイオナイザーはアンジュレーターと光共振器からなり、レーザー光の共鳴吸収により主量子数n=3に励起されたHをイオン化するものである。レーザーとして出力の大きなNd:YAGレーザーの2倍好調波532nmを採用し、市販レベルのもので可能とし、要請されるこの分野の技術開発要素を極めて小さくした。但し、加速粒子のエネルギーを1.587GeVと従来の6%上昇させる必要がある。この方式は、荷電変換の際に生ずるビームの偏向角を小さくしてビームスピルを減らし、非荷電変換率も10
を可能とした。従来のようにフォイルによる散乱もなくまた、周回しているイオンへの影響もなく、必要となるレーザー出力も既存の技術で対応できるものである。
鈴木 康夫*
Proc. of 14th Meeting of the Int. Collaboration on Advanced Neutron Sources (ICANS-14), p.847 - 851, 1998/00
5MWクラス用次世代中性子源に必要な、陽子蓄積リングには、フォイルを用いない荷電変換入射法が不可欠である。本稿では、新しい荷電変換法:ルーチェ法を報告する。フォイルを使わずに、周期的な磁場配位(アンジュレーター)と光子ビーム(強力レーザー)によって、水素ビームをイオン化することができる。なお、ルーチェ法(LUCE)とは、Laser and Undulator Charge Exchangeの短縮語である。
金正 倫計; 野田 文章*; 草野 譲一; 水本 元治
Proceedings of 6th European Particle Accelerator Conference (EPAC98), p.844 - 846, 1998/00
中性子科学研究計画で提案されている中性子散乱実験では、短パルス(1s以下)で大強度(最大5MW)の中性子を生成する必要がある。線形加速器のみで、このような仕様を満足させることは不可能であるので、線形加速器で加速されたいくつもの短パルスを大強度になるまで蓄積するための蓄積リングが必要となる。現在、線形加速器から蓄積リングまでのビーム輸送系、リングへのビーム入射方法、ビームの蓄積及び取り出し等について検討を進めている。これまでの検討結果について報告する。
野田 文章*; 金正 倫計; 草野 譲一; 水本 元治
Proc. of 11th Symp. on Accelerator Sci. and Technol., p.350 - 352, 1997/00
中性子科学研究用陽子蓄積リングでは数千のHパルスビームを荷電変換入射し、Hビームをリングに蓄積する。本リングではこの過程でのビームロスをいかに抑えるかが重要な問題となっている。この解決策として横方向についてはペインティングと呼ばれる手法を用いる。これは周回ビームのフォイル通過回数を抑えるとともに空間電荷効果によるビーム発散を抑えるものである。本報告ではこのペインティング方法について検討した結果を報告する。一方、縦方向に関しては、高周波バケット内に安定にビームを保持することが重要となる。そこで高周波バケット形状を変化させた場合のビーム安定性について検討を行った結果についても合わせて報告する。
金正 倫計; 野田 文章*; 草野 譲一; 水本 元治
Proc. of 11th Symp. on Accelerator Sci. and Technol., p.341 - 343, 1997/00
原研が進めている中性子科学研究計画では、大強度陽子ビーム及びそれによって駆動される強力中性子を用いた基礎科学研究や工学研究の展開が提案されている。その中でも、短パルスで大強度(最大5MW)の中性子を用いた中性子散乱実験はこの計画の大きな柱の一つである。短パルスで最大ビーム出力5MWの大強度中性子ビームを発生させることは、線形加速器のみの利用では不可能である。したがって、線形加速器で加速された短パルスビームを、大強度になるまで蓄積するための蓄積リングが必要となる。現在この陽子蓄積リングの検討を行っているので、これまで検討した経過を報告する。
金正 倫計; 水本 元治; 草野 譲一; 長谷川 和男; 大内 伸夫; 小栗 英知; 戸内 豊*; 椋木 健*; 伊野 浩史*; 本田 陽一郎*; et al.
Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technol., p.85 - 90, 1997/00
原研では核破砕中性子を用いた基礎科学研究の推進と、原子力分野への新たな応用を目的として、中性子科学研究計画を提案している。この計画では、加速エネルギー1.5GeV電流値数mAの大強度陽子加速器と、ビームパワー出力数MWが可能な陽子蓄積リングの開発が必要とされる。現在加速器のビーム入射部を構成する正及び負の高輝度水素イオン源、高周波四重極リニアック(RFQ)、ドリフトチューブリニアック(DTL)、高周波源などの要素技術開発を実施し、加速エネルギー2MeVのビーム試験に成功している。高エネルギー加速部を構成する超伝導加速空胴については、電磁場及び構造強度解析を進め、単セル空胴の試験を実施している。また、陽子蓄積リングについての概念検討も昨年度から開始した。本発表ではこれらの進捗状況について報告を行う。