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論文

強力中性子源IFMIF用高プロトン比イオン源の開発

渡邊 和弘; 伊賀 尚*; 森下 卓俊; 柏木 美恵子; 井上 多加志; 花田 磨砂也; 谷口 正樹; 今井 剛

Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.186 - 188, 2003/08

IFMIFでは、加速器入射部として100keV,155mA出力で原子イオン組成比が90%以上、規格化エミッタンスが0.2$$mu$$mm・mrad以下の高輝度重水素正イオン源が要求されている。原研では、イオン源の方式選択に向けて、アーク放電型イオン源とマイクロ波イオン源の開発を行い、性能の比較を行った。アーク放電型ではイオン引き出し部への高速電子流出を抑制する磁気フィルター配位やフィラメント形状を改良してプロトン比90%を得た。マイクロ波イオン源では、92%の高プロトン比をアーク放電型より3倍以上の放電効率で得られた。一方、エミッタンスは、マイクロ波放電型では0.35$$mu$$mm・mradであり、アーク型での値0.27$$mu$$mm・mradに比べて幾分大きいことなどがわかり、加速器への適用にはさらなる改善が必要なことがわかった。

報告書

IFMIF用高輝度イオン源の開発と初期実験結果

伊賀 尚*; 奥村 義和; 柏木 美恵子

JAERI-Tech 2001-028, 16 Pages, 2001/05

JAERI-Tech-2001-028.pdf:0.95MB

原研では40MeV,250mAの重陽子ビームを発生する施設であるIFMIF(International Fusion Materials Irradiation Facility)用の高輝度イオン源の開発を進めている。このほど、熱陰極式の第1号機を開発し、ITS-2テストスタンドにおいて60keVまでのビーム光学を調べた。このイオン源は多極磁場型プラズマ源と4枚電極からなる2段加速系の引出し部から構成されている。イオンビームの等価質量を2.38(プロトン比30%)と仮定したビーム軌道計算結果は実験結果とよく一致した。最適パービアンス条件で得られたイオンビーム60keV/100mA H$$^{+}$$は100keV/220mA H$$^{+}$$ (155mA D$$^{+}$$)に相当し、ビーム光学を良好に保ったままIFMIF用イオン源の仕様を満足する大電流イオンビーム引出しの見通しを得た。

論文

Operation of ion sources and beam transport to JAERI AVF cyclotron

横田 渉; 奈良 孝幸; 荒川 和夫; 中村 義輝; 福田 光宏; 上松 敬; 奥村 進; 石堀 郁夫; 立川 敏樹*; 林 義弘*; et al.

Proceedings of 13th International Conference on Cyclotrons and Their Applications, p.336 - 339, 1993/00

原研AVFサイクロトロンには2つのイオン源が設置されている。1つは重イオン生成用のECRイオン源(OCTOPUS)、他は軽イオン用のマルチカスプイオン源である。イオンの生成およびサイクロトロンへのビームの入射は1991年より始められた。主にH$$^{+}$$,D$$^{+}$$,He$$^{2+}$$,Ar$$^{8+}$$,Ar$$^{13+}$$およびKr$$^{20+}$$のイオンが生成され、サイクロトロンで加速されている。また、金属原素を含んだ物質で作ったロッドを直接ECRプラズマ中に入れる方法を用いて、金属イオンの生成を試みた。サイクロトロンへのビームの輸送効率は、ビームのエミッタンスや運動量の広がりに強く影響を受けるため、サイクロトロンのアクセプタンスとの関係が重要である。本論文では、これらのビーム特性とビームの輸送効率との関係、および金属イオン生成結果について報告する。

論文

Production of a 95% proton yield beam in a semicylindrical plasma generator

渡邊 和弘; 荒木 政則; 大楽 正幸; 堀池 寛; 小原 祥裕; 奥村 義和; J.Pamela*; 田中 茂; 横山 堅二

Review of Scientific Instruments, 62(9), p.2142 - 2145, 1991/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:55.79(Instruments & Instrumentation)

半円筒型マルチカスププラズマ源において、陽子含有率95%のビームを生成した。このプラズマ源の大きさは、直径34cm、長さ129cmであり、陰極からの高速一次電子をプラズマ源内に強く閉じ込めるため、強い結合磁場配位が用いられた。この磁場配位により、プロトン比(陽子含有率)を低下させると考えられる一次電子のビーム引き出し部への漏れ出しが抑制され、上記の世界最高値のプロトン比が得られた。その時のビーム電流密度は175mA/cm$$^{2}$$で、動作ガス圧力は0.4Paであった。プロトン比はドップラーシフト分光法によって測定された。

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