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論文

Minor actinide neutron capture cross-section measurements with a 4$$pi$$ Ge spectrometer

小泉 光生; 長 明彦; 藤 暢輔; 木村 敦; 水本 元治; 大島 真澄; 井頭 政之*; 大崎 敏郎*; 原田 秀郎*; 古高 和禎*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 562(2), p.767 - 770, 2006/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:57.11(Instruments & Instrumentation)

原子核科学研究グループにおいては、文科省公募型特会事業において、マイナーアクチニドの中性子捕獲断面積を測ることを目的として、4$$pi$$Geスペクトロメータを使った実験装置の準備を行っている。実験は、京大炉の電子LINAC施設で行う予定で、TOF中性子ビームラインの整備はほぼ完了している。4$$pi$$Geスペクトロメータの建設は進行中である。並行して、デジタル処理テクニックに基づく新しいデータ収集システムの開発を行った。以上この事業の現状について紹介する。

論文

Development and operation of the JAERI superconducting energy recovery linacs

峰原 英介

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 557(1), p.16 - 22, 2006/02

 被引用回数:7 パーセンタイル:47.89(Instruments & Instrumentation)

原研は世界で現在運転中の2台のエネルギー回収型リニアック(ERL)の一つを独力で開発し、もう1台の施設であるジェファーソン国研のERLとともに世界のERL開発及び将来のERL応用研究を切り開いてきた。現在のアップグレード開発研究と応力腐食割れ防止技術開発研究、さらにERLの主要開発要素でもある光陰極,電子励起陰極などの大電流光電子銃技術に関して報告する。

論文

Preliminary measurements on single and multi-crystal diamond electron cathodes

峰原 英介

Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.55 - 56, 2005/07

次世代,高輝度及び大電流の電子源は光陰極,熱電子陰極,結晶ダイアモンド電子陰極及びその他のものに似ており、次世代ERL(エネルギー回収型線型加速器)に基づいた光源及びSASEのX線の自由電子レーザーを実現すると期待されている。JAERI FELグループは、大電流,高輝度及び長命電子源のための新しい結晶ダイアモンド電子陰極技術を最近開発し始めた。発表では、私たちは、戦略について説明し、議論する。そして結晶ダイアモンド陰極及び関連するダイアモンド陰極評価システムの予備的実験の測定を報告する。

論文

Large-scaled non-thermal laser peeling, cutting and drilling in nuclear decommissioning industry

峰原 英介; 羽島 良一; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行; 飯島 北斗; 西谷 智博; 木村 秀明*; 小栗 第一郎*; et al.

Proceedings of 13th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-13) (CD-ROM), 10 Pages, 2005/05

原研FELは最近新しく255フェムト秒極短パルス,6-9%高効率,1GWピーク出力,数kW平均出力,中赤外から遠赤外に渡る広い波長可変性を同時に実現する発振を発見した。この新しい発振とエネルギー回収リニアック技術を用いて、原子力産業,製薬,医学,防衛,造船,環境科学,宇宙ごみ処理,エネルギー伝送などの応用のために、われわれは10kWよりも高出力で25%よりも高効率な自由電子レーザーを実現できる。そのような波長可変,高効率,高平均出力,高ピーク出力,極短パルスFELを実現するために、われわれは原研独自のコンパクト,自立式,無蒸発,エネルギー回収型超伝導高周波線型加速器によって駆動される高効率で高出力なFELが必要である。われわれのFELに関する議論は、原子力発電所を廃炉するための非熱穿孔,切断,剥ぎ取り応用や原子力産業分野における応力腐食割れを防止することや産業用FELのロードマップ,原研独自のコンパクト,自立式,無蒸発,エネルギー回収型超伝導高周波線型加速器によって駆動される高効率で高出力なFELを含んでいる。

論文

Measurement of depth distributions of $$^{3}$$H and $$^{14}$$C induced in concrete shielding of an electron accelerator facility

遠藤 章; 原田 康典; 川崎 克也; 菊地 正光

Applied Radiation and Isotopes, 60(6), p.955 - 958, 2004/06

 被引用回数:4 パーセンタイル:66.24(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

東海研究所の電子リニアックは、核物理研究,放射性同位元素の製造等に用いられる強力中性子,光子及び電子線源として33年間利用され、1993年にその運転を停止した。本研究では、コンクリート遮へい体中に生成された誘導放射性核種量を調査するために、ボーリングにより遮へい体から試料を採取し、$$^{3}$$H及び$$^{14}$$Cの濃度分布を測定した。測定結果は、加速器施設のデコミッショニング,廃棄物管理における有用なデータとして利用することができる。

論文

原研超伝導リニアック自由電子レーザーの現状

峰原 英介; 羽島 良一; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行

Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.31 - 32, 2003/08

原研超伝導リニアック駆動自由電子レーザー施設及び研究開発の現状について報告する。半永久的に連続無停止運転が唯一可能な原研FELの超伝導加速器のための冷凍機運転状況,大型から超小型の産業用高出力FEL,次世代光源として急速に開発が進展しているERL放射光源の概念設計,要素検討研究,大規模産業応用等について概略報告する。

論文

フェムト秒高効率高出力FELによる大規模非熱精密加工技術の開発

峰原 英介

Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.402 - 403, 2003/08

原研超伝導リニアック駆動自由電子レーザーは、既に数年前に6%高効率,数百フェムト秒,数kW級高出力FEL光を生成することに成功していた。これをさらに高出力化することによって大規模非熱精密加工技術を開発する計画について以下に報告する。

論文

自由電子レーザー

峰原 英介

放射線と先端医療技術, p.135 - 142, 2003/06

自由電子レーザー(FEL)の医学応用は、特に超伝導高周波リニアックで駆動されるFELは小型,高効率,高出力,波長可変,極短パルス等々であることから極めて有望に見える。まず超伝導リニアックFELは概略説明され、そのすべての優れた特徴と近い将来のロードマップが議論される。最後に可能で有望なFELの重要応用が紹介され、特徴に関連して議論される。

論文

Highly efficient and high-power industrial FELs driven by a compact, stand-alone and zero-boil-off superconducting rf Linac

峰原 英介

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 483(1-2), p.8 - 13, 2002/05

 被引用回数:21 パーセンタイル:18.25

原研FELグループは、波長可変,高効率,高平均出力,高ピーク出力,極短パルス自由電子レーザーを21世紀のスーパーツール,工業用自由電子レーザーとして実現するために、エネルギー回収配位を持つ小型自立式無蒸発型超伝導リニアックによって駆動される自由電子レーザー概略設計し、開発した。ここでは、工業用自由電子レーザーに対する市場からの要求,8年に渡る原研小型自立式無蒸発型冷凍装置の運転経験とその開発概念から得られる答え,新しい高効率,高出力,極短パルス発振モードの発見,エネルギー回収配置に関する議論が含まれる。

論文

原研超伝導リニアック駆動自由電子レーザー; 極短パルス、高効率、高出力、波長可変レーザーの実現に向けて

峰原 英介

放射光, 14(3), p.182 - 189, 2001/06

原研エネルギー回収型超伝導リニアック自由電子レーザーに関する将来計画と最近の開発について説明する。2000年の初頭、準CW動作で5%という高いビーム光引出効率で、設計目標を超えることができ、最終的に2.34kWを達成することができた。この高出力高効率発振は、まだ見つかっていない新規なもので、レサジー無し、完全同期状態で、数サイクル発振、250fs程度の幅を持ち、約1GWの尖頭値であることが最近わかった。

論文

1MW超伝導リニアックと高出力電子銃

峰原 英介

JAERI-Conf 2000-019, p.115 - 116, 2001/02

自由電子レーザー等の駆動源として開発されてきた高出力超伝導リニアックは、現在100kW級のビーム出力を定常的に出せる。これをエネルギー回収せずに1桁あげることを目標に1MW小型超伝導リニアックと高出力電子銃の検討を行った。超伝導リニアックは5~10MeVの小型超伝導リニアックの0.2Aから0.01Aの高出力電子銃設計と考察に関する報告である。

論文

超伝導自由電子レーザーによる世界最高出力達成と産業応用と学術利用

峰原 英介

Isotope News, (559), p.8 - 10, 2000/12

従来型レーザーの発振波長は、レーザー媒質固有の状態間遷移に対応する離散的なとびとびの値となる。また、この媒質の発熱のため熱歪み劣化が避けられず、出力や効率は低い。自由電子レーザー(FEL)は、交番磁界中の高エネルギー電子ビームを利得媒質とするレーザーである。この利得媒質の性質から利得媒質の発熱損失は無視できる。このため、FELは原理的に波長限界がなく、波長可変で、単色性に優れ、高出力、高効率である。しかしながら、常電動リニアック駆動源には膨大な発熱損失があり、出力と効率は低かった。原研FELは、この発熱損失を超伝導技術を用いて実質的にゼロにすることによって理想的なFELの実現を図った。世界最高出力達成と利用応用についても議論する。

論文

JAERI superconducting RF linac-based free-electron laser-facility

峰原 英介; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 杉本 昌義; 羽島 良一; 静間 俊行; 山内 俊彦; 西森 信行

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 445(1-3), p.183 - 186, 2000/05

 被引用回数:17 パーセンタイル:24.03

原研超伝導リニアック自由電子レーザーにおいて行われた性能改善と現システムを飛躍的に性能向上させた高出力FELの概念設計検討を進めた。昨年、0.1kW出力を達成したが、その後、光共振器系の外部結合や電子銃及び電子ビーム輸送系、並びに高周波系等においてシステムの改善を進めた。現在、もともとの設計出力である準CW動作で光出力1kWを目標に実験を電子ビームから光の性能改善へと進めている。現在、高出力FELは超伝導リニアック駆動源を用いたエネルギー回収配位のものが最も優れていると考えられる。この方式で数十MW級電子ビーム出力で100kW級光出力の概念検討を行った。このFEL装置は現在の装置の改良ないし変更で実現を図る予定である。また、光源の改善とともに進めている産業応用装置概念設計及び学術利用の光化学関連の試行実験を行ったのでこの概略についても報告する。

報告書

Calculation of air activation in an electron linac facility using the EGS4 code system

遠藤 章

JAERI-Tech 95-004, 19 Pages, 1995/02

JAERI-Tech-95-004.pdf:0.83MB

高エネルギー電子加速器施設では、電子ビームがターゲットに入射したとき発生する制動放射線による光核反応で、空気中の原子が放射化される。本研究では、電磁カスケードモンテカルロコードEGS4を用い、100MeV電子が銅ターゲットに入射したとき発生する制動放射線スペクトルを求め、空気中に生成される$$^{11}$$N、$$^{13}$$C、$$^{15}$$Oの濃度を計算した。計算で得られた濃度は、実測値とファクター2以内で一致し、モンテカルロ法で得られる制動放射線スペクトルが、電子加速器施設における誘導放射能の評価に有効であるとが示された。

論文

Status of the JAERI free electron laser facility driven by a super conducting rf linac

峰原 英介; 永井 良治; 沢村 勝; 高雄 勝*; 杉本 昌義; 佐々木 茂美; 大久保 牧夫; 菊澤 信宏; 佐々部 順*; 鈴木 康夫; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 358, p.ABS30 - ABS31, 1995/00

 パーセンタイル:100

昨年原研自由電子レーザーは最初の定格エネルギーの加速を行った。今年5月に自発放射光を観測し、現在発振準備を進めている。現在の施設の現状を報告する。

論文

Recent development of the JAERI FEL driven by a superconducting RF linac accelerator

峰原 英介; 杉本 昌義; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏

Proc. of the 20th Linear Accelerator Meeting in Japan, 0, p.66 - 68, 1995/00

原研自由電子レーザー加速器系は10~20MeVの定格電子エネルギーでの加速を行っている。最大加速電界は前段加速器で高周波電源の出力限界により~5MV/m、主加速器で~7MV/m程度に制限されている。通過率は主加速器及びアンジュレータで概略100%を得た。長時間位相誤差は、1度以内、同振幅誤差は1%以下となっている。エネルギー分解能は前段加速器で$$pm$$1.5%を、また主加速器で$$pm$$0.4%を切る程度である。又ストリークカメラによる時間巾の計測を行ったところ主加速器で60~18psであった。このため目標の10Aを越す数十Aの尖頭値が得られ、加速器性能は当初目標を越すことができた。冷凍機系は累積約一万七千時間程度運転された。また高周波系は無故障で同時間程度運転された。更に発振試験を行った。

論文

Free electron laser driver using a superconducting rf linac

峰原 英介; 永井 良治; 沢村 勝; 高雄 勝*; 杉本 昌義; 佐々木 茂美; 大久保 牧夫; 菊澤 信宏; 佐々部 順*; 鈴木 康夫; et al.

新材料開発を目指すイオン・レーザービーム技術に関するシンポジウム報文集, 0, p.163 - 166, 1994/00

原研自由電子レーザーは現在15MeVの電子エネルギーでビーム輸送実験が行われている。冷凍機、高周波系等に種々の問題が発生しているが、実験と並行して改善が進められている。自発放射光の観測と現在準備中の発振実験についても報告する。

論文

Effect of electrostatic field on energy conversion efficiency in high current Raman ragime free electron laser

岸本 泰明; 小田 久子*; 志甫 諒; 小田島 和男; 前田 彦祐

Journal of the Physical Society of Japan, 59(1), p.118 - 129, 1990/01

 被引用回数:5 パーセンタイル:44.41(Physics, Multidisciplinary)

高電流ラマン動作領域自由電子レーザーにおいて、エネルギー変換効率に対する縦方向の静電場の効果が調べられた。粒子間に反作用を及ぼす静電相互作用は、特に高電流領域で動重力ポテンシャル中での捕捉電子の周期的な旋回運動を妨げることがわかった。捕捉電子の不規則な回転は輻射場からエネルギーを持ち去る非捕捉電子を増加させる。その結果、長いウィグラー長に渡って平均化されたエネルギー変換効率は、捕捉理論から予測される値よりも低い値にとまることが明らかになった。

報告書

Energy conversion efficiency in high current Raman regime free electron laser(FEL), I; Single mode analysis

岸本 泰明; 小田 久子*; 志甫 諒; 小田島 和男; 前田 彦祐

JAERI-M 89-088, 27 Pages, 1989/07

JAERI-M-89-088.pdf:0.78MB

高電流ラマン領域自由電子レーザーにおいて、エネルギー変換効率に対する静電場の効果が、実空間1次元の増幅コードを用いて調べられた。粒子間に反作用を及ぼす静電場は、動重力ポテンシャルに捕捉された電子の周期的な旋回運動を妨たげ、そのため捕捉粒子は幅射場から運動エネルギーを得ながら非捕捉粒子に変化して行くことが明らかになった。その結果、長いウィグラー長に渡って平均されたエネルギー変換効率は、捕捉理論から予測される値よりも近い値に止まる。さらに、軸方向の有限なビームのエネルギー広がりは、非線形性の強い捕捉状態では静電力を弱める働きがあり、そのため、高電流の作動領域であっても捕捉粒子の周期的な旋回運動を回復させることがわかった。

報告書

1次元単一モード非線形自由電子レーザー(FEL)増幅コード; 使用マニュアル

岸本 泰明; 小田 久子*

JAERI-M 89-061, 59 Pages, 1989/05

JAERI-M-89-061.pdf:1.37MB

自由電子レーザーの基本設計に有用である、実空間1次元・単一モードの非線形FEL増幅コードが作製された。ウィグラー磁場はヘリカル形状で与えられ、電子ビームの安定伝搬のための縦磁場、ビームのエネルギー広がり、さらに、任意形状のTapered Wigglerが考慮されている。また粒子間の静電的な相互作用が取り入れられているため、コンプトン領域から、ビームの電流密度の大きなラマン領域の比較的広い動作領域に渡っての非線形過程まで含めた、FELの動作特性が解析できる。ここで開発されたFELコードは、約97%のベクトル化率を有しており、装置設計の最適化を行うためのパラメータスタディにも通している。

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