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論文

Beam position measurement during multi-turn painting injection at the J-PARC RCS

林 直樹; Saha, P. K.; 吉本 政弘; 三浦 昭彦

Proceedings of 8th International Particle Accelerator Conference (IPAC '17) (Internet), p.277 - 280, 2017/06

多重ペインティング入射は、大強度陽子加速器で重要な要素となっている。J-PARC RCSでは、垂直方向ペイント用電磁石は入射ビーム輸送系に、リング内には水平ペイント用電磁石を入射点前後に設置し、横方向ペイントを実現している。ペイントパターンの設定は、パルス電磁石の電流波形パターンで決定している。しかし、その評価には、ビーム軌道の時間変化を直接測定するのが望ましい。リニアックからのビームは、リングRFにマッチさせるため櫛状にチョップされている。このような形状で、パルス毎の位置決定は難しいと思われていたが、今回、1マイクロ秒毎の時間平均での測定が可能であることを示した。リングに入射されたビームについては、リニアックの高周波成分が、入射後数周でデバンチして消えるので、入射時間の最初は、ビーム位置を決めることができた。但し、途中からは再バンチ化による測定への影響が確認され、この問題について取り組む必要があることが分かった。

報告書

位置検出型核分裂計数管の開発と中性子空間分布計測試験

山岸 秀志; 曽山 和彦; 角田 恒巳; 落合 政昭; 岩村 公道; 最首 貞典*; 浦上 正雄*; 増田 尚宏*; 山内 祐樹*; 大谷 順一*; et al.

JAERI-Tech 2001-053, 19 Pages, 2001/08

JAERI-Tech-2001-053.pdf:2.48MB

高中性子束かつ高$$gamma$$線下で使用可能な位置検出型核分裂計数管(PSFC)と中性子分布計測システムの開発を進めている。今回、有感長1000mmを有するPSFCを試作し、その出力信号特性の詳細と中性子空間分布の計測試験を実施した。この結果、PSFCは、特殊電極構造で製作されているにもかかわらず、一般の有感長200mm程度の核分裂計数管と比較して、同等以上の出力信号特性を有していることを確認できた。また、PSFCによりグラファイトパイル側壁の中性子空間分布をリアルタイムで計測できることを確認できた。本開発試験により、ソレノイド電極構造のPSFCの実現性を実証でき、また、PSFCが中性子分布計測用として、極めて有効であることを証明できた。

報告書

2次元検出型マイクロストリップガスカウンタの中性子検出効率の計算評価

山岸 秀志; 曽山 和彦; 金子 純一; 池田 裕二郎

JAERI-Tech 2000-085, 21 Pages, 2001/02

JAERI-Tech-2000-085.pdf:1.73MB

大強度加速器の強力パルス中性子ビームを用いた種々の中性子散乱実験のために、高速、超高位置分解能を有する2次元中性子検出器の開発が強く望まれている。このため、ヘリウム-3混合ガスを用いたマイクロストリップガスカウンタ(MSGC)の開発を進めている。MSGCには高い中性子検出効率が求められるが、これを実現するにはヘリウム-3混合ガスを高圧で封入する必要がある。この結果、MSGC圧力容器には厚い金属製の中性子ウィンドウが必要になって、中性子を減衰させ、検出効率を低下させる。電極間ギャップの拡大はより高い検出効率を与えるが、中性子エネルギー分解能及び高計数率性能を低下させる。高い検出効率のMSGCを開発するため、MSGC圧力容器構造,ウィンドウ材料、電極間ギャップ及びヘリウム-3混合ガス圧力の最適設計と検出効率の計算評価を行った。この結果、中性子エネルギー0.1~25MeVの範囲において93%以上の高い検出効率が得られる見通しを得たので、MSGC圧力容器構造及び検出効率性能について報告する。

報告書

中性子2次元検出型マイクロストリップガスカウンタ圧力容器の検討

山岸 秀志; 金子 純一

JAERI-Tech 2000-079, 9 Pages, 2001/01

JAERI-Tech-2000-079.pdf:0.75MB

大強度陽子加速器の強力パルス中性子ビームを用いた中性子散乱実験のために、高速、超高位置分解能の2次元中性子検出器の開発が要求されている。このため、ヘリウム-3混合ガスを用いたマイクロストリップガスカウンタ(MSGC)の開発を進めている。MSGCには耐圧性及び密封性の高い圧力容器が必要であるが、高い検出効率と高い2次元位置分解能を達成するために、その中性子入射窓には中性子吸収及び散乱断面積の小さい材料を選択し、かつ可能な限り薄くする必要がある。最適な圧力容器構造を決めるため、3種類の中性子入射窓構造で圧力容器を設計し評価した。

論文

廃棄物中の微量核分裂性物質の新検出法

春山 満夫

原子力eye, 45(11), p.77 - 79, 1999/11

アクティブ中性子法において、従来の検出法では、核分裂性物質が廃棄体の中心部と最大半径部に存在する場合、100倍程度の検出応力差が発生し、定量精度及び信頼性を悪化させるという問題がある。本稿では、従来法で100倍以上あった検出応答差を新検出法では1$$pm$$0.25程度できることで、位置検出応答差の問題を根本的に解決できる検出法について、従来検出法と比較しながら述べる。また、新検出法は、検出方法の特徴から検出体系の小型化と低コスト化が実現できるだけではなく、ボロン等の熱中性子吸収物質や金属等の混入やコンクリート水分の変動の影響を受け難いなどについて述べる。

報告書

位置検出型核分裂計数管のソレノイド電極のパルス伝播特性

山岸 秀志; 鈴木 勝男; 角田 恒巳; 伊藤 浩; 深草 伸二*; 田村 政和*

JAERI-Research 99-002, 18 Pages, 1999/01

JAERI-Research-99-002.pdf:1.16MB

位置検出型核分裂計数管(PSFC)の開発を進めているが、それには、PSFC内で発生する極めて微小、かつ高速の電流パルスに大きな遅延を与え、しかしながら低い減衰特性を有したソレノイド電極構造(SEST)が必要不可欠である。このため、SESTを設計試作し、その性能を評価した。試験の結果、SESTにより同軸ケーブルの45倍に相当する長い遅延時間が得られることがわかった。パルスの減衰については、一般の核分裂計数管と比較して、電極間キャパシタンスの影響が極めて少なく1/4程度に相当する優れたパルス伝播特性が得られることがわかった。また高インダクタンス電極が中性子計測に障害となるような誘導ノイズを与えないこともわかった。本実験により、SESTがPSFCに十分適用できることを確認した。

報告書

位置検出型核分裂計数管の特性インピーダンスの設計とソレノイド電極構造体の試作試験

山岸 秀志; 鈴木 勝男; 角田 恒巳; 伊藤 浩

JAERI-Research 98-063, 21 Pages, 1998/11

JAERI-Research-98-063.pdf:1.17MB

遅延線構造の位置検出型核分裂計数管(PSFC)を開発するため、それに必要なソレノイド電極構造体(SEST)の設計と電気的特性について検討を行った。設計では適切な特性インピーダンスと充分なパルス伝播時間が得られるように、SESTのインダクタンスとキャパシタンスの最適化を図った。PSFCの成立性を確認するため、外径22mm、電極長800mmのSESTの模擬体を試作し、その特性試験を実施した。特性試験では、試作したSESTのインダクタンス、キャパシタンス、抵抗、特性インピーダンス及びパルス遅延時間等を測定した。試験結果と設計値との照合を行い、設計法の妥当性を確認した。また、本測定実験により、PSFCのソレノイド電極構造の成立性を確認できた。

論文

The feature of the JAERI recoil mass separator

池添 博; 生田 智彦*; 濱田 真悟; 永目 諭一郎; 西中 一朗; 塚田 和明; 大浦 泰嗣*; 大槻 勤*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 126(1-4), p.340 - 343, 1997/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:56.72

反跳生成核分離装置が原研タンデムブースター加速器用実験装置として製作された。この分離装置は生成量の極少ない未知重核を検出するための装置である。ビームと生成核の分離を良くするために、電場・磁場・電場の組合せから構成されている。焦点面において、生成核の質量/電荷の分散が行われ、生成核は2次元位置検出器によってその崩壊特性が測定される。この装置の特徴は、世界で初めて陽極分離を採用して、不要なバックグランドの低減化に成功したことである。この装置を使って新アイソトープ$$^{209}$$Thの合成にも成功した。これらの成果を発表する。

論文

Sensor algorithms of the plasma vertical position to avoid a vertical displacement event during plasma-current quench on JT-60U

芳野 隆治; Koga, J. K.*; 竹田 辰興

Fusion Technology, 30(2), p.237 - 250, 1996/11

ディスラプションにおけるプラズマ電流消滅時には、真空容器に渦電流が誘起され、プラズマ電流中心の垂直位置(Z$$_{J}$$)の検出に誤りを発生する。この誤りは、垂直方向のプラズマの移動(VDE)をひきおこし、真空容器内部の損傷の原因となる。このため、ITER等の核融合炉では、VDEの回避が必要とされている。一方、定常状態では、高い精度で、Z$$_{J}$$を検出しプラズマの高い性能を維持する必要がある。このため、プラズマ電流消滅時と定常状態の両方に適用できるZ$$_{J}$$の検出アルゴリズムについて検討した。この結果、統計処理法を用いると、Z$$_{J}$$の検出精度を両方の状態にて同時に改善するのが困難であるのに対し、ニューラルネットワーク法は、同時に改善することが可能であることを解明した。

報告書

放射線の空間分布計測手法に関する研究(2)

not registered

PNC-TJ1607 94-002, 60 Pages, 1994/03

PNC-TJ1607-94-002.pdf:2.52MB

大強度加速器放射線場におけるドシメトリーで重要となる広域かつ挟あい・複雑空間における線量率分布測定に対して、プラスチックシンチレーションファイバーを用いた新しい放射線空間分布センシング手法の開発と適用性を評価した。特に、中性子空間線量率分布の測定性能とノーマルファイバーを接続した長距離測定仕様における位置検出特性について実験的評価を行い、基本的な技術の確立と性能確認を行うとともに、従来の中性子やガンマ線サーベイメータで空間線量率マッピングを行うこととほとんど遜色のない結果が、極めて効率的に得られることを実証した。また、本手法を加速器ビーム損失モニターとしても活かすため、対になって測定されるべき加速器ビーム特性のモニター法についても検討を加えた。特に、我々のグループが開発している電子線形加速器用のビームモニタリング手法の中で、非破壊型かつ簡便であるという観点から、空気中または真空中で使用する多線式ビームプロファイルモニター及び同軸ケーブル用コネクターを用いたビームバンチ・ポジションモニターの有用性を示した。

報告書

遅延線電極構造を有した位置検出型核分裂計数管の信号計測系と計数誤差

山岸 秀志

JAERI-M 94-010, 13 Pages, 1994/02

JAERI-M-94-010.pdf:0.61MB

位置検出型核分裂計数管(PSFC)の開発において、その計数管電極を遅延線構造にすることにより、極めて高い位置検出分解能が期待できることを既に報告した。本稿では、PSFC信号計測系の構成について検討を行うと共に、PSFC及び電子回路によるパルス計数誤差について計算評価した。PSFCのパルス伝播時間と同じ遅れ時間を有するパルス遅延素子と組み合わせて計測電子回路を構成することにより、信号処理系を簡素化でき、高速のリアルタイム計測に有効であることがわかった。また、PSFCに起因する計数誤差は、電子回路によるものよりも小さく、10$$^{6}$$cpsのような高計数率下においても2%以下であることがわかった。

報告書

遅延線電極構造に設計した位置検出型核分裂計数管の理論的考察

山岸 秀志

JAERI-M 93-151, 10 Pages, 1993/07

JAERI-M-93-151.pdf:0.5MB

核分裂計数管の陽極をコイル構造とした新たな位置検出型核分裂計数管(PSFC)を考案し、その構造とパルス伝幡等の電気的特性の関係について理論的な考察を行った。本PSFCは高速中性子を検出することを目標にしており、信号パルスの時間差によって中性子位置を検出する原理に基づくものである。計算による考察の結果、PSFCの陽極をコイル構造にすることにより適度なパルス伝幡速度が得られるため、これまでにない極めて高い位置検出分解能を有する中性子検出器の開発が可能であることがわかった。更に、PSFCはコイル構造により自由に特性インピーダンスを設計できるため、信号伝送ケーブルとインピーダンス整合をとることができる。この結果、信号パルスの反射がない良好なパルス伝送特性も得られることがわかった。この技術は熱中性子用の位置検出型核分裂計数管にも利用できるものである。

報告書

放射線の空間分布計測手法に関する研究

not registered

PNC-TJ1602 93-005, 70 Pages, 1993/03

PNC-TJ1602-93-005.pdf:1.35MB

情報処理分野において主役となりつつある光ファイバーはそれ自身の物理的性質により種々の物理量(温度、圧力etc.)に対して感受性を有しており、その長尺性・細径性等の利点ともあわせ、光伝送路としての機能のみでなく、一般のプラントにおけるプロセス系モニターとしての応用が期待されている。なかでも時間分析型一次元分布センサーとしての応用は光ファイバーの利点を最も有効に活用できる分野である。放射線、特に高速中性子・ガンマ線に対する一次元分布センシングにおいて、プラスチックシンチレータをコア材としたプラスチックシンチレーション光ファイバー(PSF)の利用が見込まれており、これまでにPSFを用いた放射線位置検出の実験的検証が行われ、測定距離10m以下程度の分布型センシングの可能性が示されている。そこで、測定距離の延長、位置検出における分解能の向上を目的として、パルス処理系の高速化および光ファイバー端面処理の改善を図り、放射線位置検出実験を行った。また長距離分布型センシングの模擬実験として、PSFの両端に標準ファイバーを接続し、遠隔測定を行った。その結果、位置分解能の向上及び測定距離の延長が確認され、長距離(100m$$sim$$)の分布型放射線センシングの可能性が実験的検証された。本位置検出法は、シンチレーション光のPSF両端への到達時間差を測定する飛行時間(TOF)法に基づいたものである。

報告書

蒸気発生器伝熱管用超音波探傷装置の開発

爲平 浩一; 永井 桂一; 横山 邦彦; 荒 邦章; 林道 寛

PNC-TN9420 92-014, 125 Pages, 1992/11

PNC-TN9420-92-014.pdf:6.57MB

本報告書は、高速増殖原型炉もんじゅ建設所蒸気発生器伝熱管の体積試験に使用する超音波探傷試験装置の開発に関し、昭和55年より59年にかけて実施された試作試験に関するR&D成果についてまとめたものである。当該R&Dは、超音波ビームを電子的に回転走査することで伝熱管の全周全長を内面より漏れなく探傷する、管内挿入マルチアレイ型電子的回転操作式プローブを中心とした試験装置の開発に関するものである。ここではプローブの複合化、プローブ位置検出性能の向上、マルチチャンネル超音波探傷器の構成等に関する検討及び試作試験を実施し、装置単体レベルで所定の機能性能を確保するに至った。実機仕様はここでのR&D成果をベースとして定めたものであり、本成果のまとめは実機全体システムを構築する上での指針となるものである。

論文

A Large hybrid focal-plane detector to be used with a magnetic spectrograph for heavy-ion research

竹腰 英子; 杉山 康治; 池添 博; 冨田 芳明; 鹿園 直基; 沢田 正康*; 長野 賢三*; 立川 敏樹*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 237, p.512 - 522, 1985/00

 被引用回数:9 パーセンタイル:24.11

原研ENMA焦点面検出器の特性を報告する。この検出器は比例計数管である位置検出器、電離箱のE,$$Delta$$E検出器で構成されており、各々の検出器の位置及びエネルギー分解の測定結果を述べる。又カウンターガスとしてC$$_{4}$$H$$_{1}$$$$_{0}$$とCF$$_{4}$$を用いたときのカウンター性能の比較を行った。この焦点面検出器は実際の実験に使用し、重イオン核反応の実験に非常に有効であることが判明した。

論文

Magnetic quadrupole spectrometer for time-of-flight measurements

池添 博; 冨田 芳明; 鹿園 直基; 村上 哲也*

Nuclear Instruments and Methods, 190(3), p.515 - 522, 1981/00

飛行時間法を使った4極電磁石分析装置が原研20MVタンデム加速器棟に建設され、その性能がテストされた。飛行時間法のために開発された位置検出可能なスタート検出器を使って、時間精度190Ps位置の測定精度0.3mmが得られている。この検出器によって、飛行距離の差のみならず、反応生成核の運動学的効果も補正出来るようになった。この分析装置の性能を調べるために、チャンネルプレートを使った2次元位置検出器を製作し、分析装置の焦点における粒子像を観測して位体角の測定を行なった。その結果、最大立体角9.5msvを得、非常に明るい分析装置であることを確認した。この装置を使って、反応生成核の質量数分解能$$Delta$$A/A=1/80が期待される。この装置は又、ビーム入射方向(零度方向)での観測が可能になった。

論文

半導体検出器による位置計測

阪井 英次

応用物理, 46(10), P. 1015, 1977/10

応用物理1977年10月号に技術ノートとして掲載される予定の依頼原稿である。半導体検出器によるX線、$$gamma$$線の入射位置を計測する技術の解説である。電子.$$alpha$$粒子、重イオンなどの荷電粒子の入射位置の計測法としては、従来から多数の方法が考案され、Si検出器を使用している。Si検出器は全吸収ピーク検出効率が低いので、X線、$$gamma$$線に対しては余り有効なものではない。したがって、Ge検出器を用いた位置計測ということになるが、Ge(Li)検出器は液体窒素を切らせることができなりこと、製作上困難な点があることから余り発展しなかった。高純度Ge検出器が位置検出に盛んに利用されるようになり、直交ストリップ型が主に用いられる。最近、MIS構造の新しい形式の位置検出器が発表され期待されている。これらの現状を解説した。

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