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柴田 崇統*; 平野 耕一郎; 平根 達也*; 神藤 勝啓; 林 直樹; 小栗 英知
Proceedings of 18th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.417 - 421, 2021/10
J-PARCリニアックでは、2014年より高周波放電型(RF)負水素イオン源運転を開始した。RFイオン源ではプラズマ点灯のため数10kWの2MHz RFを高周波アンプから入力する。しかしながら、イオン源のRFが加速空洞のRFと同期を取っていなかったために、リニアック各部における電流波形計測では、形成した中間バンチがイオン源の2MHz揺動によって異なる波高が示された。そこで、我々はイオン源RFと空洞RFの同期を取ることで、ショット(25Hz)ごとのビーム輸送を変わりなく行うことに成功した。
不破 康裕; 篠崎 信一; 千代 悦司; 平根 達也; Fang, Z.*; 福井 佑治*; 二ツ川 健太*; 溝端 仁志*; 岩間 悠平*; 佐藤 福克*; et al.
Proceedings of 16th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.611 - 613, 2019/10
J-PARCリニアックでは、324MHzと972MHzのクライストロン計45台を用いて加速器の運転が行われている。J-PARCの今後の安定化及び高度化に際しては、最大出力付近でのクライストロン出力特性の正確な把握が重要となる。この特性の把握には使用前のクライストロンはもちろんのこと、放電など何らかの理由で交換されたクライストロンの特性測定が不可欠である。しかしながら、放電による周辺機器を含めた損傷などのリスクや加速器の運転との時間的な干渉が理由で、このような測定はこれまで実施されてこなかった。そこで、リニアック棟内にクライストロンテストスタンドを設置し、様々な運転パラメータにおけるクライストロンの高圧特性や入出力特性を測定した。この測定結果を用いることでインストール前にクライストロンの特性が把握でき、最適な運転パラメータの決定や効果的なクライストロン交換の計画が可能となった。また、使用前と使用済みのクライストロンの特性を比較することでクライストロンの劣化傾向を定量的に把握するための基礎データを取得した。
千代 悦司; 佐川 隆*; 鳥山 稔*
Proceedings of 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.400 - 402, 2016/11
J-PARCリニアックのクライストロン電源は、12相の600Vの交流電圧を位相制御されたサイリスタにてチョップし、変圧器にて110kVまで昇圧し、整流器にて直流化し、直流高電圧を発生している。本電源では、昇圧変圧器、整流器および平滑用リアクトルが一体化し、変圧整流器を構成しているが、この変圧整流器の整流器が、稼働時間が30,000時間以上経過すると故障が発生し、しばしば加速器を長期間停止させてきた。整流器は、ダイオードと分圧用のコンデンサーを並列に接続し、多段にスタックすることで耐電圧を得ている。故障した整流器を調査したところ、セラミックコンデンサーのモールド内のセラミック沿面で絶縁破壊しており、耐圧以上の電圧がコンデンサーに印加されていた。高電圧がコンデンサーに印加される原因を調査し、その対策を整流器に施した。現在、改修された整流器を装着した変圧整流器を長時間運転し、対策の妥当性を評価している。
千代 悦司; 川村 真人*; 佐川 隆*; 小川 真一*
Proceedings of 11th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1091 - 1093, 2014/10
J-PARCリニアックのクライストロン直流高圧電源は、2006年より324MHz高周波源用の電源6台が運転を開始し、現在までに35,000時間以上稼働している。また、2013年より972MHz用電源が稼働し、合計12台の高圧電源か稼働している。これまでの運転により本電源には、種々のトラブルが発生した。変調器では、絶縁離隔距離の不足で絶縁体が劣化し、油中放電が発生した。変圧整流器では、高圧ダイオードの破損や直流高電圧が安定しない事象が生じていた。電圧調整盤では、サイリスタの誤点弧により変圧器の鉄心が飽和する偏磁事象が生じた。本報告では、これら変調器や電圧調整盤、変圧整流器で発生したトラブルやその改修について報告する。
千代 悦司; 堀 利彦*; 小林 鉄也; 鈴木 浩幸*; 菅沼 和明; 山崎 正義*; 穴見 昌三*; Fang, Z.*; 福田 茂樹*; 福井 佑治*; et al.
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.236 - 238, 2005/07
発表では、J-PARC線形加速器の建設状況,クライストロン電源,立体回路及び周辺機器の設置,立上げ試験状況,ローレベル制御系の試験・評価結果,972MHzクライストロンの開発状況など線形加速器高周波の現状について報告を行う。
小林 鉄也; 千代 悦司; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 道園 真一郎*
Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.320 - 322, 2004/08
J-PARCリニアック(全長約300m)では、加速電界(972MHz)の位相変動,振幅変動をそれぞれ
1度,1%以内に抑える必要がある。位相の基準信号では0.3度(=約1ps)の安定性を目標とし、約60にもなる高周源制御ステーションの位相をこの厳しい精度で揃えなければならない。本発表では、J-PARCリニアックにおける高周波基準信号分配システムに関して、これまで発表した評価結果をまとめ、さらにタイミング系信号の分配も含めた最終的なデザインの詳細を紹介する。
小林 鉄也; 鈴木 浩幸*; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 川村 真人*; 福井 佑治*; 門倉 英一*; 上窪田 紀彦*; 高木 誠*; 吉田 奨*; et al.
Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.314 - 316, 2004/08
J-PARCリニアック運転のため、現在KEKで行われているDTL1ビームコミッショニングにおいて性能評価される低電力高周波源システムの特性について報告する。本ビーム試験では、RFQ,バンチャー2台,チョッパー、及びDTL1を、いずれも324MHzで駆動する。これらの位相・振幅フィードバック制御とモニターシステムの特性,バンチャーでのフィードバックシステムの有効性などについて述べる。
長谷川 和男; 大強度陽子加速器リニアックグループ
Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.66 - 68, 2003/08
日本原子力研究所(原研)と高エネルギー加速器研究機構(KEK)は、大強度陽子加速器計画(J-PARC計画)を共同で推進している。加速器はリニアック,3GeVシンクロトロン、及び50GeVシンクロトロンから構成され、それぞれについて開発,建設を行っている。リニアックはイオン源,RFQ,DTL,SDTL,ACSの加速構造と、高周波源,制御機器,モニター等の周辺機器から構成される。イオン源では、磁気フィルターや電極の最適化により引き出し電流の向上を図った。RFQ及びそれに続くビーム輸送系までは、KEKにおいて加速試験を行い、ビームの特性測定やチョッパーによるビームのOn/Off制御試験を行い、良好な特性であることが確認できた。これに続くDTL空洞のビーム加速の準備として、設置及び調整を進めている。本報告では、これらJ-PARC用リニアックの各構成機器について、その現状を報告する。
手塚 勝彦*; 三宅 節雄*; 坂本 光徳*; 千代 悦司; 福田 茂樹*; 川村 真人*; 穴見 昌三*
Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.372 - 374, 2003/07
本報は大強度陽子加速器(J-PARC)線形加速器の高周波源として使用される324MHzロングパルスクライストロンの開発について記述している。このクライストロンは最大出力電力3MW以上,変換効率55%以上(出力電力2.5MW)の性能と入出力特性で非常に高い安定性が必要である。現設計管の評価試験において、最大出力電力3.03MW,変換効率55.9%(出力電力2.53MW)で安定動作を達成した。
川村 真人*; 穴見 昌三*; 福井 佑治*; 久保田 親*; 小野 正明*; 千代 悦司; 弓野 雄一*; 久保 宏*
Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.369 - 371, 2003/07
J-PARCリニアックでは、高周波源としてモジュレーティング・アノード型パルスクライストロンが採用されている。そのクライストロンに大電力を供給するクライストロン電源システムが開発され、200MeVリニアックに必要な大電力機器の大部分は既にJAERI, KEKに納品されている。また、KEK60MeV施設では現在最上流部の建設が継続されており、それに対応してクライストロン電源システムも試験・運転が行われている。本報告では、当電源システムの概要とKEK60MeV施設における現状について報告する。
千代 悦司*; 戸内 豊*; 金子 広志*; 草野 譲一; 長谷川 和男; 水本 元治
Proc. of 1st Asian Particle Accelerator Conf. (APAC98), p.83 - 85, 1998/00
原研における中性子科学研究計画(NSP)では、陽子エネルギー1.5GeV、ビーム出力8MWの大強度陽子加速器を計画している。この加速器は、常伝導のRFQ,DTL加速器部及び超伝導の加速器部で構成され、ピークRF電力としてRFQに300kW、DTLに7MW、超伝導加速器に30MWが必要である。RF源は、加速器建設費の過半数を占め、また信頼性を決定する主な要因でもある。本発表は、このRF源の概念設計について報告する。
千代 悦司*; 高戸 浩史*; 戸内 豊*; 草野 譲一; 水本 元治
Proceedings of 23rd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.243 - 245, 1998/00
原研、中性子科学研究用加速器の高周波源について発表を行う。本発表では、超伝導リニアックの高周波源について検討し、空胴RF励振方法やローレンツ力の影響を評価する。また、増幅管をクライストロンやIOTで構築したときのシステム検討を報告する。RF励振方法では、パルス励振と連続励振とを比較し、その励振方法によるローレンツ力に対する空胴デチューンの対応方法の違いを評価し、空胴励振のタイムパターンを示した。ローレンツ力の影響の評価では、空胴共振周波数の変化に対するRF電力の増加量及び空胴電圧の変化、電場立ち上がり特性を評価した。システム検討では、実在するクライストロンをモデルにしてRF源の供給電力及び効率を計算した。またIOTを増幅管とするときの特長及び問題点を示した。最後に、RF励振方法と増幅管種の組み合わせについて所見を記述した。
森山 伸一; 藤井 常幸; 木村 晴行; 三枝 幹雄; 山本 巧; 前原 直; 小川 芳郎*; 奥津 平二*; 小林 則幸*
Fusion Technology 1994, 0, p.549 - 552, 1995/00
ITER等の次世代トカマクの加熱装置として、有力な候補であるイオンサイクロトロン帯高周波(IC)加熱装置には、高出力、高効率、広帯域の高周波源が必要である。この要求を満たし、四極管一本と全固体入力回路で構成された新型高周波源を開発中である。四極管は増幅率の大きいカソード接地動作とし、コントロールグリッドを、電界効果トランジスタ(FET)を用いたスイッチング回路によって駆動する。周波数の切り換えに用いる可動素子が従来型高周波源で12~14個必要なのに対して、新型高周波源は合計4個でよいので高速で高信頼性の機構が実現できる。高周波源の構成が単純になるので、冷却装置、補助電源の簡略化が可能で設置面積を小さくでき、出力電力あたりのコストを抑えることができる。原理検証として、すでに1993年に4個のFETと東芝製8F76Rを用いて70MHzにおいて9kWの出力を確認している。今回、ITERのIC加熱装置の周波数範囲である20~90MHzでのMW級動作を念頭に置き、24個のFETを用いた設計を行った。これに基づいて試作した固体入力回路の動作試験を行い、1MWの出力が可能な発生電圧を確認した。
