The 14th Symposium on Accelerator Science and Technology, Tsukuba, Japan, November 2003

産総研電子加速器施設（２００３年）
三角 智久 A)，山田 家和勝 A)，大平 俊行 A)，小川 博嗣 A)，鈴木 良一 A)，
清 紀弘 A)，豊川 弘之 A)，安本 正人 A)，大垣 英明 A)，野口 勉 A)，岡部 茂雄 B)
A)

産業技術総合研究所 光技術研究部門 〒305-8568 茨城県つくば市梅園一丁目 1-1
B)

岡部計測工業所 〒154-0003 東京都世田谷区野沢一丁目 7-13

概要
過去 2 年間に発生した主なトラブルを中心として産総研
電子リニアック TELL の現状を報告する。電子銃の交換作業にともなうトラブルおよび高周波窓の破損による加速管への浸水事故により，2 年間ともかなり長期間の運転休止を余儀なくされたが，ようやく回復に向かいつつある。
TELL で得られる電子ビームを利用しておこなう研究については，極めて簡単に項目の紹介だけをおこなっている。

1はじめに産業技術総合研究所光技術研究部門（つくば中央第二事業所）の電子加速装置では，電子リニアック（TELL）を中心として，その周囲に 5 実験室を配置してある。TELLは加速管 20 本から成っていて，そのうち初めの 4 本（低エネルギー加速部）は長さが～2 m，残りは中エネルギー加速部 4 本と高エネルギー加速部 12 本で，すべて～3 m 長である。
最近数年間は，ほぼコンスタントに年間～1.5 千時間の稼働時間を記録している。上記 5 実験室のうち，2 実験室には加速部の途中からビームを取り出して輸送するようにしてあるので，3 種類のエネルギーの電子ビームを利用することができる。

低エネルギー加速部では～60―75 MeV の電子ビームが得られ，それを低エネルギー実験室に輸送して高強度の低速陽電子ビームを生成し，それを高度に制御して得られる極短パルスビームによって，様々な物質の表面・近表面・界面での各種欠陥や最表層状態の分析・評価などの物性研究をおこなっている。
中エネルギー加速部では～130―160 MeV の電子ビームが得られる。その電子ビームを中エネルギー実験室に輸送して，直交遅延磁場型偏光可変アンジュレーター（小貫型アンジュレーター；PU-2）を有する小型蓄積リング NIJI-IIに入射し，PU-2 で得られる特異な放射光を利用する様々な研究がおこなわれている。
高エネルギー加速部では～280―350 MeV の電子ビームが得られる。実験モードに応じて，π実験室にある自由電子レーザー研究専用蓄積リング NIJI-IV または隣接の建屋にある汎用蓄積リング TERAS に入射される。
以下では，最近発生したトラブルを主体として，TELLの状況を報告する。

2TELL の状況

平成 13―14 年度（2001 年 4 月―2003 年 3 月）の 2 年間について，クライストロンモデュレーター，RF 電源，および電子銃電源の低圧・高圧の印加時間を四半期ごとに集計すると，図 1 のようになる。

1000 H

800 H

600 H

400 H

200 H

0H
I / FY2001

L.V. / Kly. #1

II / FY2001

III / FY2001

H.V. / Kly. #1

IV / FY2001

I / FY2002

L.V. / RF

H.V. / RF

II / FY2002

III / FY2002

L.V. / e gun

IV / FY2002

H.V. / e gun

図 1：平成 13 年度および 14 年度におけるクライストロン，ＲＦ電源，および電子銃の稼働状況

The 14th Symposium on Accelerator Science and Technology, Tsukuba, Japan, November 2003

2.1

電子銃

10 月の上旬から中旬にかけて加速管への接続，RF エイジングなどの作業をおこなうことにしている。
高周波窓破損の原因については，製造者側でも種々検討したが，「冷却水の水質が良くなかったため，セラミクスと金属との接合部が腐蝕し，そこへなんらかのストレスがかかってクラックが入った可能性がある。」ということ以上には，明確な回答は得られていない。

図 1 で目立つことは，平成 13 年度第Ⅲ四半期には，どの電源もほとんど作動していないことで，これは，2001 年8 月初旬に電子銃が不具合となって，交換作業を余儀なくされたためである。
この電子銃は，1997 年 4 月以来，4 年余にわたって使用（ヒーター点灯時間：～11.8 千時間）してきたもので，エミッションが不足したため最大定格の 1.3 倍程度のヒータ
2.3 クライストロンモデュレーター
ー電力を供給することとなり，最終的にはヒーターが断線TELL では合計 8 基のクライストロンモデュレーターをしたものである。この電子銃を装着したときにもかなりの使用している。2002
年 2 月にそのうち 1 基で，25 倍昇圧時間を費やした[1]が，今回の交換作業はさらに長期間を必用変圧器が焦げるというトラブルが起こった。このモデュ要とした。これは，保管してあった電子銃が予期どおりの性能を発揮しなかったことが主原因であるが，そのほかに， レーターは低エネルギー加速部に大電力 RF を供給するものであって，欠落させるわけにはいかないので，後段のモ
真空排気用配管類からの放出ガスが予想外に多かったこ
デュレーターで使用している変圧器を移設することによとも要因となっている。また，ゲートバルブなども「超高って急場をしのぎ，電子加速を続けることとした。焦げた真空用」と明確に指定しておかなかったこともあって材質
変圧器は製造者が巻き線や絶縁被覆材を更新するなどのの吟味や処理が不充分で，数日間の焼き出しでは構造物内修理をおこない，2 ヶ月間程度で復旧させることができた。
面が“枯れる”と言うにはほど遠く，系全体の圧力が充分に修理とは言っても，実際上は新規製作とほとんど変らないは低下しない，ということも大きな原因であった。そこで手数がかかったはずで，迅速な対応に感謝している。
やむなく，それまで使用していた配管類を復帰させることこれとは別のモデュレーターで，充放電回路のダイオーによって良好な真空を回復させることができた。その意味ドスタックや高電圧電流測定用分流器が焼損するなどのでは，はからずも貴重な体験を積んだことになる。
トラブルが生じた。このモデュレーターは，2.2 で紹介しそのような苦い経験を重ねたので，保管中の電子銃を排た，高周波窓が破損した系統へ大電力RF を供給している気するためのイオンポンプおよび電源装置を調達したほものなので，それとの関連もありそうであるが，確認できか，事前に配管類などのテストや“枯らし”をおこなうことができるような，簡易な試験装置を準備することとした。 ない要素が多く，原因究明は困難である。
クライストロンモデュレーターでは，上記の 25 倍昇圧
ただ，現在までは，次に述べるトラブルに対処するために用変圧器で得られる～15kV 交流を整流したのちパルス化使われていて，初めの目的であったバックアップ用電子銃している。そのためにTritonServices Inc.の F-241 サイラトの試験などをおこなうだけの，時間的・人的な余裕のないロンを使用しているが，2年ほど前に輸入代理店から「メのが残念である。
ーカーから製造を中止することにした，という連絡が届いた。
」旨の通知があり，今後どうしていくべきか，大いに2.2 加速管
思い悩んだ。最近になって，「製造担当者が別会社に移籍
2002 年 7 月上旬には高エネルギー加速部の高周波窓がして同等のものを製造販売しているので，入手可能であ破損して冷却水が加速管に浸入するという大きな事故がる。
」との情報がもたらされ[2]，安堵したところである。
発生した。これによって，12 本ある高エネルギー加速部の加速管のうち 9 本の内面が水に濡れるという事態になった。
3 おわりに
しかし，2001 年の電子銃の不具合とは違って，リニアック
産総研電子リニアック TELL で最近発生したトラブルのを部分復旧させることが可能であったので，それを意識し幾つかを紹介した。維持運営する側としては，できれば長ながら作業を進めることとした。具体的には，加速管を順期的な視点にたって性能向上や改造などをおこなっていに取り外して，清水とエタノールによる洗浄をおこなった
きたいと願っているが，道は険しいと言わざるをえない。
のち，加速管を元どおりに戻す，このとき，中エネルギー時間的な制約もあって本項では触れなかったが，当日は研加速部と低エネルギー加速部には，まったく手を触れない究のトピックスも報告したいと考えている。
こととする，という方針をとった。
当所の電子加速器施設は主として，原子力委員会の評価かなり長時間にわたって加速器室でおこなわなければに基づいて文部科学省原子力試験研究費によって維持・運ならない作業を急ぎ，8 月末からは低エネルギー加速部の営されているもので，関係者の理解と支援に深く感謝してみを使用する電子加速を再開させることができた。その後いる。
は，各種部品類の調達，加速管の復帰，真空排気系の再組み立て，再使用を断念せざるを得ないものの選択などをおこない，夕方以降は低エネルギー加速部による電子加速を参考文献おこなうようにした。
[1] 三角智久 ほか, Proceedings of the 23rd Linear Accelerator
高周波窓の真空チェックをおこなうことによって，加速Meeting in Japan, Tsukuba, Sep. 16-18, 1998, 16.
管と高周波窓とを接続する H コーナー導波管に真空洩れ[2] 高見 清，私信，Jul. 2003.
を生じているものが見つかるという，予想もしていなかったことがあった。コーナー導波管を新たに導入し，2003 年