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中島 多朗*; 渡辺 真朗; 稲村 泰弘; 玉造 博夢; 他8名*
Physical Review Research (Internet), 6(2), p.023109_1 - 023109_9, 2024/05
We present proof-of-principle experiments of stroboscopic time-of-flight (TOF) neutron diffraction in long pulsed magnetic fields. By utilizing electric double-layer capacitors, we developed a long pulsed magnet for neutron diffraction measurements, which generates pulsed magnetic fields with the full widths at half maximum of more than 100 ms. The field variation is slow enough to be approximated as a steady field within the time scale of a polychromatic neutron pulse passing through a sample placed in a distance of the order of 10 m from the neutron source. This enables us to efficiently explore the reciprocal space using a wide range of neutron wavelength in high magnetic fields. We applied this technique to investigate field-induced magnetic phases in the triangular lattice antiferromagnets CuFe
Ga
O
(x = 0, 0.035).
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：6 パーセンタイル：42.69(Instruments & Instrumentation)原子核科学研究グループにおいては、文部科学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、4Ge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。4Ge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。
吉田 陽一*; Yang, J.*; 近藤 孝文*; 関 修平*; 古澤 孝弘*; 田川 精一*; 柴田 裕実*; 田口 光正; 小嶋 拓治; 南波 秀樹
JAEA-Review 2005-001, TIARA Annual Report 2004, p.183 - 185, 2006/01
シングルフォトンカウンティングシステムを用いて重イオンパルスラジオリシス技術を開発した。このシステムでは、溶液試料入射前に置かれた薄膜シンチレータにイオンを照射した時にシンチレータから発した光を溶液試料中に生成する初期活性種の検出光源として用いた。このシステムを用いて水中における水和電子の時間過渡吸収の測定が達成でき、これにより本技術の有用性が示された。
武井 早憲; 小林 仁*
Journal of Nuclear Science and Technology, 42(12), p.1032 - 1039, 2005/12
被引用回数：3 パーセンタイル：23.07(Nuclear Science & Technology)大強度陽子加速器施設において、ビームパルスを制御する電磁石が故障すると、制御を外れたパルスが加速器に入射され、熱衝撃損傷を生じることがある。J-PARCのような大強度施設において、このような損傷を防ぐために機器保護システム(MPS)を適正に設計することが重要である。本論文において、MPSが動作を開始する前にビーム入射が許容される時間を、材料における熱応力と降伏点の関係に着目して簡易に評価する方法を導出した。導出した評価方法をJ-PARCに適用したところ、J-PARCの各コンポーネントに対して入射許容時間は1.5
330
sとなった。
甲斐 哲也; 原田 正英; 勅使河原 誠; 渡辺 昇; 鬼柳 善明*; 池田 裕二郎
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 550(1-2), p.329 - 342, 2005/09
被引用回数：20 パーセンタイル：75.87(Instruments & Instrumentation)結合型モデレータに対する多数の中性子ビームの要求に応えるため、中性子ビームの取出角度を大きくする必要がある。このとき、低エネルギー中性子の時間積分、及びパルスピーク強度を最大とするため、中性子特性計算を行った。中性子強度の合計はビーム本数の増加に伴って増加したが、それぞれの中性子ビームの強度は、反射体に設けられたビーム取出孔に起因する反射体欠損により減少した。直方型モデレータにおいて取出角度が大きな場合(法線から25度)、その方向へ向かう低エネルギー中性子の空間分布を計算すると、大きく強度が減少している領域が生じていることがわかった。代案として提案した円筒型モデレータを用いることにより、強度減少の見られる領域を縮小することができた。さらに円筒型モデレータについて、時間積分,パルスピーク強度,パルス幅,パルス減衰特性をモデレータ直径の関数として計算した結果、直径140mmが最適であることがわかった。両者の比較の結果、円筒型の方が、時間積分強度とパルス減衰特性は同等で、高いパルスピーク強度,狭いパルス幅,平坦な角度依存性の中性子ビームを供給できることがわかった。両者のパルス特性の違いについての説明も行っている。J-PARC核破砕中性子源において、円筒型の結合型モデレータを採用することとした。
Koppitz, T.*; Jung, P.*; M
ller, G.*; Weisenburger, A.*; 二川 正敏; 池田 裕二郎
Journal of Nuclear Materials, 343(1-3), p.92 - 100, 2005/08
被引用回数：8 パーセンタイル：47.12(Materials Science, Multidisciplinary)圧力波による構造材料のキャビテーション損傷は、高出力パルス中性子源における寿命を決定する因子の一つである。損傷を低減する方法として2つの方法を提案している。一つは、ガスバブル注入法であり、他方は材料の表面硬化法である。813%Crのマルテンサイト鋼の表面硬化が電子線及びレーザー加熱処理、さらにプラズマ窒化により行われ、処理条件の影響について調べられた。熱処理では600Hv硬度、一方窒化では1200Hvが得られた。12%Cr鋼がパルス陽子入射あるいは機械的パルス入射条件下における水銀環境下で試験された。表面損傷が光学顕微鏡,レーザー顕微鏡,電子顕微鏡で観察され、硬化処理による損傷低減化が確認できた。
渡辺 大裕*; Che, D.-C.*; 福山 哲也*; 橋之口 道宏*; 寺岡 有殿; 笠井 俊夫*
Review of Scientific Instruments, 76(5), p.055108_1 - 055108_5, 2005/05
被引用回数：6 パーセンタイル：32.44(Instruments & Instrumentation)強いパルス超熱分子ビームを得るための分子ビーム技術が開発された。そのビーム源はパルスバルブ,冷却水管(これは高温ノズルからの伝熱からパルスバルブを保護する),ヒーター付きのノズルから構成される。実際にHCl分子のパルスHTMBが生成されて、その特徴が(2+1)共鳴増感多光子イオン化法と生成イオンの飛行時間分析によって評価された。
榊 泰直; 加藤 裕子*; 河村 直樹*; 宮元 耕治*; 中村 豪志*
Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.96 - 98, 2003/08
日本原子力研究所東海研究所内で建設が進んでいる大強度陽子加速器施設(J-PARC)のような、強力なパワーを持つハドロンマシンでは、たった1発のビームオペレーションエラーでさえも、強烈な放射化・破壊を伴う可能性があり、加速器機器に大きなダメージを与えることが予想される。そこで、Linacで加速される全ビームを監視し、何らかのトラブルが発生した際には、その後のトラブル原因を再現させるための運転を行わずとも、トラブル原因を究明されるような系が切望される。今回、このような背景を基に、J-PARCだけでなく大規模な加速器施設で強力なツールと成り得る、新たな機能を有する監視装置を開発した。
岡田 漱平; 須永 博美; 金子 広久; 河裾 厚男; 平野 剛*; 佐野 肇*; 滝沢 春喜; 四本 圭一
Proc. of 11th Symp. on Accelerator Sci. and Technol., p.107 - 109, 1997/00
サイクロトロンを利用した陽電子内部線源法により、シリコン中の熱平衡欠陥生成を示唆するデータを得た。この内部線源法によらなくても任意の対象に対して高温などの極端条件下での陽電子寿命測定が可能な高速(1MeV)短パルス(100ps)陽電子ビーム形成装置をほぼ完成させるとともに、静電場輸送低速陽電子ビーム形成に成功した。ポジトロンファクトリー計画に関しては、主要部分の概念設計を終了した。またリニアックを用いた低速陽電子発生実験の結果と、モンテカルロ計算とから、従来の3倍以上の低速陽電子収率が期待できる新しいモデレータアセンブリー構造を提案する。
渡邊 和弘; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 前野 修一*; 水野 誠; 小原 祥裕; 奥村 義和; 鈴木 靖生*; 田中 秀樹*; 田中 政信*
Proc. of 14th Int. Conf. on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, p.371 - 378, 1993/00
核融合プラズマの加熱及び電流駆動の有力候補である高エネルギー中性粒子入射装置(NBI)を実現するために、負イオン源の大電流化、長パルス化・高エネルギー化の研究開発を進めている。大電流化に関しては、既に10AのH
ビームを生成することに成功し見通しを得ている。次の長パルス化に関して、50keV,0.3AのHビームを24時間連続生成することに成功した。また、50keV,0.5Aで1000秒の出力に成功した。この時の電流密度はJT-60U用負イオン源の設計値にほぼ等しい14mA/cm
である。高エネルギー化に関しては、14mm
単一孔加速電極系で300keV、17mAで発散角5.5mradの収束性の良いビーム生成に成功し、孔数9個の多孔電極系を用いて、300keV、100mAのHビームを得た。これらによって、負イオンNBI実現に大きく近づいた。
横田 渉; 福田 光宏; 荒川 和夫; 中村 義輝; 奈良 孝幸; 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.581 - 584, 1993/00
原研AVFサイクロトロンのビームチョッピングシステムは、入射系に設置されたP型チョッパーとサイクロトロンの出口にあるS型チョッパーより成る。初の試運転は1991年に50MeVのHe
イオンビームを用いて行なわれ、59.6ns周期のサイクロトロンのビームパルスを間引いて、最大1msにまですることに成功した。ビームチョッピングの方法とシステムの設計について前回の会議で報告したが、本論文では、チョッピングのパラメータを広く変えて運転を行い、チョッピングシステムの性能を評価し報告する。
ion source奥村 義和; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 水野 誠; 小原 祥裕; 鈴木 靖生*; 田中 秀樹*; Tanaka, M.*; 渡邊 和弘
Review of Scientific Instruments, 63(4), p.2708 - 2710, 1992/04
被引用回数：24 パーセンタイル：86.28(Instruments & Instrumentation)冷却構造を改良した大型の負イオン源を用いて、最大24時間の長パルスの負イオンビームを生成した。用いた負イオン源はセシウム添加された体積生成型負イオン源であり、10cm
9cmの領域に11.3mmの引き出し孔38個をもつ。各電極の熱負荷を測定し、最適化された状態で50keV、0.52A(14mA/cm)、1000秒の運転を行った。その間、負イオンビーム電流は一定であり、ビーム光学の悪化もなかった。更にセシウムの消費量を調べるため、約100mgのセシウムを注入した状態で24時間の長パルス運転を行い、セシウムの効果がわずかに減少しながらも持続すること(即ち、セシウムの消費量は極めて少いこと)を確認した。
立川 敏樹*; 林 義弘*; 石井 宏一*; 佐藤 岳実*; 中村 義輝; 横田 渉; 福田 光宏; 神谷 富裕; 上松 敬; 奈良 孝幸; et al.
Proceedings of the International Conference on Evolution in Beam Applications, p.270 - 274, 1992/00
モデル930AVFサイクロトロンのビーム生成試験は、1991年3月より開始した。これまでH
(10,45及び90MeV),D(10,35及び50MeV),
He(20,50及び100MeV),Ar
(175MeV),Ar
(460MeV)及びKr
(520MeV)の各イオンについて加速試験を行い、いずれも目標の引出し電流値を達成した。各加速モードにおいてバンチャー効率2.5倍、P型チョッパーとS型チョッパーの組合せにより1.4s~1msのパルス間隔でシングルパルスを引出すことができた。ビームスキャナーにより2020mm~100100mmの面積が均一に照射されることが確認された。
荒川 和夫; 中村 義輝; 横田 渉; 福田 光宏; 神谷 富裕; 奈良 孝幸; 上松 敬; 奥村 進; 石堀 郁夫; 田中 隆一; et al.
Proceedings of the International Conference on Evolution in Beam Applications, p.264 - 268, 1992/00
材料科学やバイオ技術等のR&Dに広く使用することを目的としてAVFサイクロトロン(K=110)を建設した。プロトンを90MeVまで加速するためにはディー電圧を60keV発生させることが必要であり、共振器をショート板方式に設計を変更した。重イオン用にECRを、軽イオン用にマルチカスプイオン源を採用し、外部からサイクロトロンにイオンを入射する方式とした。重イオンは炭素からキセノンイオン程度まで加速可能で、2.5M~110Z/M(MeV)(Z;荷電数,M;質量数)のエネルギー範囲が得られる。また、ゾームチョッパーによるシングルパルス照射及びビームスキャナーによる最大100100mmの面積まで均一照射が可能である。
-sticking phenomena in muon catalyzed fusion for a high density D-T mixture with 30% tritium concentration永嶺 謙忠*; 松崎 禎市郎*; 石田 勝彦*; 渡辺 康*; 坂元 真一*; 岩崎 雅彦*; 三宅 康博*; 西山 樟生*; 鳥養 映子*; 栗原 秀樹*; et al.
Muon Catal. Fusion, 5-6, p.289 - 295, 1991/00
トリチウム濃度30%の液体D-Tターゲットにパルスビームを照射し、ミューオン触媒核融合実験を行った。-付着現象にともない生成する原子から放出される特性X線(8.2keV)の直接測定に成功した。また、測定したX線のスペクトル幅(0.64
0.22keV)は、ドップラー効果を考慮した理論に一致した。X線の強度から、実効付着率として
=0.340.13%を得た。
荒川 和夫; 中村 義輝; 横田 渉; 福田 光宏; 神谷 富裕; 奈良 孝幸; 上松 敬; 奥村 進; 石堀 郁夫; 田中 隆一; et al.
Proc. of the 8th Symp. on Accelerator Science and Technology, p.34 - 36, 1991/00
JAERI AVFサイクロトロンは、プロトンを90MeVまで加速するためにRF共振器をショート板方式に設計変更するとともに、イオン源は重イオン用にECRを、軽イオン用にマルチカスプを採用し、外部入射方式とした。サイクロトロンは、昨年6月より据付を開始し、本年3月中旬にはファーストビームを得た。これまでにH,D,He,
Ar,Ar,及び
Krの各イオンの加速テストに成功した。ビームの最大透過率は8.2%、引出し効率は65%である。P型とS型チョッパーを用い、He50MeVイオンで1.4s~1.0msのパルス間隔でシングルパルスの引き出しに成功した。
山本 新; 伊藤 公孝; 福山 淳*; 伊藤 早苗*
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 1984, Vol.l, p.665 - 672, 1985/00
中性粒子入射加熱において、入力パワーの最大値および平均値を独立に制御でき、また同時に、入射高速イオンの速度空間を外部から変調できる単パルス反復入射法を開発した。その手法を用いて、JFT-2Mトカマクにおいて、中性粒子入射加熱のプラズマの閉込め特性に与える影響を調べた。また、その手法を用いて、ビームとプラズマとの相互作用に起因する波を励起させ、その波の性質およびその波が、プラズマ特性に与える影響を調べた。
堀田 寛; 新井 英彦; 田中 隆一; 須永 博美
JAERI 1278, 75 Pages, 1982/06
気相放射線化学および気体レーザー発振の研究等で興味のもたれているFebetronのパルス電子線(480keV、8kAピーク、FWHM 3ns)の各種気体中のビーム挙動を主に、気体圧の関数として、照射セル中のビーム軸上に置いたアルミニウムーブルーセロハン積層線量系で測定した。観測された深部線分布曲線およびイオン化の数値計算から、びーむ挙動の支配因子を解明するとともに、ビームエネルギースペクトルの気体圧依存性および各種気体のイオン化過程について考慮した。その結果、(1)5Torr以下で見られたビームの自己集束性は生成正イオンのビーム電荷中和作用によること、(2)数Torr付近の発散はビームの誘導電場により気体が絶縁破壊され、セル中を流れる正味の電流が減少したためであること、(3)10Torr以上での自己集束性は気体圧増により気体の絶縁破壊が抑えられたこと、および(4)100Torr以上だの発散は、気体分子との多重衝突によるビームの発散であること等を明らかにした。
秋場 真人; 荒木 政則; 堀池 寛; 伊藤 孝雄; 河合 視己人; 栗山 正明; 北村 繁; 松田 慎三郎; 松岡 守; 向田 秀敏*; et al.
JAERI-M 82-045, 13 Pages, 1982/05
JT-60原型ユニットは1981年11月に完成し、直ちに実証試験運転が開始された。原型ユニットはJT-60NBIの14ユニットの建設に先立ち、その性能を実証するための装置である。本レポートは、これまでに得られた原型ユニットの実験結果をまとめたものである。主な結果は次の通りである。(1)75keV,70Aのイオンビームを10秒間安定に発生させる事ができた。(2)イオン源および各機器の性能も設計値通りであることを確認した。(3)JT-60からの漏洩磁場が存在しても、ビームはほとんど影響を受けず、PLTおよびCulham効果などは発生しないことを確認した。
秋場 真人; 荒木 政則; 堀池 寛; 伊藤 孝雄; 河合 視己人; 栗山 正明; 北村 繁; 松田 慎三郎; 松岡 守; 向田 秀敏*; et al.
Review of Scientific Instruments, 53(12), p.1864 - 1869, 1982/00
被引用回数：20 パーセンタイル：87.50(Instruments & Instrumentation)昨年11月に完成した原型ユニットにおいて、大出力、長パルスイオン源の試験を行った。その結果、加速エネルギー75KeVにおいて70Aの水素イオンビームを10秒間安定に得ることができた。加速電極への熱負荷を測定した結果、設計値以下であることが確認され、電極の熱変形も見られなかった。ビーム発散角(1/e)は約1°であり、プロトン比は80%が得られた。また、ビームターゲットへの熱負荷(中性粒子によるもの)は1.43MW以上であった。その他のビームライン機器についても、十分な信頼性をもっている事が明らかとなった。
