ポスター - 東京都市大学情報基盤センター |

(1)

東京都市大学原子力研究所における

1.7MVペレトロン・タンデム加速器構築の状況

Startup Status of the 1.7MV Tandem Pelletron Accelerator at Tokyo City University

羽倉尚人

^1,2*

･加藤優弥

³

･林崎規託

^1,4

･小栗慶之

⁴

･福田一志

⁵

･三橋偉司

¹

･岡田往子

¹

･内山孝文

¹

･持木幸一

^1,2

N.Hagura^1,2*, Y.Kato³, N.Hayashizaki^1,4, Y.Oguri⁴, H.Fukuda⁵, I.Mitsuhashi¹, Y.Okada¹, T.Uchiyama¹, K.Mochiki^1,2

1 東京都市大学/原子力研究所 Atomic Energy Research Laboratory / Tokyo City University

2 東京都市大学/原子力安全工学科 Department of Nuclear Safety Engineering / Tokyo City University

3 東京都市大学大学院/共同原子力専攻 Cooperative Major in Nuclear Energy / Tokyo City University

4 東京工業大学/科学技術創成研究院先導原子力研究所

Laboratory for Advanced Nuclear Energy, Institute of Innovative Research / Tokyo Institute of Technology

5東京工業大学/技術部 Technical Department / Tokyo Institute of Technology

Correspondence to:

N. Hagura; E-mail: [email protected] 第29回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会 2016年6月30日（木）～7月1日（金）筑波大学大学会館国際会議室及び第6会議室

★2013年８月加速タンク等の本体の主要部品搬入完了

１．加速器構築の全体計画

□ 冷陰極PIG負イオン源の設置、ビーム引出

□ ペレットチェーン駆動用モータ動作確認

□ 絶縁ガスおよびガス回収システムの検討

□ 分析マグネットによる偏向と測定

□ SF₆ガス回収システムの導入

□ 冷陰極PIG負イオン源の特性測定

□ ペレットチェーン接続、昇圧確認

□ 加速器全体の制御系の調整

□ PIXE用チャンバでの予備実験

• 廃止措置中の研究用原子炉「武蔵工大炉」施設内に設置している特徴を生かして、PIXE/RBSによる構造材料の組成分析・評価など廃止措置に資する研究に取り組む。

• そのほか、学内の機械系、環境系、医用工学系などとの連携を模索し、全学的に利用される設備とする。

• 学生実験としても利用することを計画する。

• さらには、学外の方にも利用していただける設備とする。

FY2014 FY2015

①

② ③ ④

⑤

⑥

①冷陰極PIG負イオン源（東工大原子炉研との共同研究）

②入射マグネット

③加速タンク（MAS1700、米国NEC製、1992年製）

④分析マグネット ⑤ PIXE用チャンバ ⑥SF₆ガス回収装置

FY2016

✔

★現時点での本加速器の運転開始後の活用計画

✔

2016年度中の運転開始を目指す！

(2)

-25.0

-20.0

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

0.08 0.12 0.16 0.20 0.24

ビーム電流Ib[nA]

磁場強さB[T]

Ve= 10 kV V_e= 15 kV

V_e= 20 kV Gas: H₂

P_g= 9 x 10^-3Pa V_d= 0.35 kV I_d= 1.8 mA V_l= 7 - 12 kV

タンデム加速器用冷陰極PIG負イオン源の最適動作条件、平成27年度原子炉工学研究所共同利用･共同研究（東京工業大学・原子炉工学研究所）

東京都市大学原子力研究所HP（加速器紹介ページ）： http://atomsun2.atom.tcu.ac.jp/aratana.html

【公開情報/参考文献】

1. 加藤優弥ほか；タンデム静電加速器用小型冷陰極PIG 負イオン源の開発（３）、日本原子力学会、2016 年春の年会予稿集、2M08、2016/3 2. 羽倉尚人ほか；タンデム静電加速器用小型冷陰極PIG 負イオン源の開発（２）、日本原子力学会、2015 年秋の大会予稿集、P37、2015/9 3. 小栗慶之ほか；タンデム静電加速器用小型冷陰極PIG 負イオン源の開発、日本原子力学会、2015 年春の年会予稿集、M09、2015/3

4. 羽倉尚人、持木幸一、小栗慶之、近藤康太郎、林崎規託、福田一志；タンデム静電加速器用小型冷陰極PIG負イオン源からのビームの引き出しと質量分析実験、複合照射実験装置研究報告（Heavy-Ion Accelerator System Scientific Report 2014）、東京工業大学原子炉工学研究所原子科学研究室、2015/12、pp.4

２．冷陰極PIG負イオン源の開発

• 東工大・原子炉研（現先導原子力研究所）の1.6MVタンデム加速器のイオン源の一つとして運用されている冷陰極PIG負イオン源をベースに小型・軽量化、低価格化を目的として開発している。

• 放電特性や90°方向でのビーム電流の測定を実施した。特に、

放電容器内の磁場強さを段階的に変更しビーム電流が最大となる条件を検討した。

37 [G]

33 [G]

31 [G]

26 [G]

23 [G]

水素封入時圧力[Pa]

ビーム電流[nA]

放電容器中心磁場強さ

図１（左）引出電圧に対するビーム電流（右）放電容器内の中心磁場強さに対するビーム電流ネオジム永久磁石

放電容器

二極電磁石

ファラデーカップアインツェルレンズ

まとめ

 二極電磁石によりビームの質量分析を行った。H^-イオンとしてPIXE 実験に必要な数10nAを確保可能であることを確認した。

 放電容器内の磁場強さを変更し、放電特性、ビーム電流を測定した。

 SF₆ガス回収装置等の導入、整備を進めた。

今後の展望

 引出電極の位置の変更によるビーム電流への影響についても検討し、

ビーム電流の最適化を図る。

 磁場強度分布の数値計算結果と実験との比較による評価も試みる。

 2016年度中の運転開始を目指す！

二極電磁石の磁場強さ[T]