Proceedings of the 18th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan
August 9 - 12, 2021, QST-Takasaki Online, Japan

PASJ2021 MOP057

九州大学加速器・ビーム応用科学センターの現状報告 2021
STATUS REPORT OF CENTER FOR ACCELERATOR AND BEAM APPLIED SCIENCEOF KYUSHU UNIVERSITY IN 2021

米村祐次郎#, A), 有馬秀彦 A), 池田伸夫 A), 渡辺賢一 A), 魚住裕介 A), 執行信寛 A)，
森田浩介 B)，若狭智嗣 B), 寺西高 B)，坂口聡志 B)，市川雄一 B), 郷慎太郎 B), 西畑洸希 B), 岩村龍典 B)，
中山久義 C)，高木昭 C)，森義治 D)#, A)A)Yujiro Yonemura , Hidehiko Arima , Nobuo IkedaA), Kenichi Watanabe A), Yusuke UozumiA), Nobuhiro ShigyoA),
Kosuke MoritaB), Tomotsugu WakasaB), Takashi TeranishiB), Satoshi SakaguchiB), Yuichi Ichikawa B), Shintaro Go B),
Hiroki Nishibata B), Tatsunori IwamuraB), Hisayoshi NakayamaC), Akira TakagiC), Yoshiharu MoriD)A)
Faculty of Engineering, Kyushu University
B)
Faculty of Science, Kyushu UniversityC)
KEKD)
Kyoto University

Abstract
The accelerator facility, which consists of the 8-MV tandem accelerator and the 150-MeV FFA accelerator, has been
constructed in Center for Accelerator and Beam Applied Science of Kyushu University. In this paper, the present statusof the tandem accelerator and the FFA accelerator are reported.

1.

はじめに

九州大学加速器・ビーム応用科学センターでは、FFA(Fixed Field Alternating gradient)加速器と 8 MV タンデム静電型加速器を利用した加速器施設の整備が進められている。FFA 加速器棟では、FFA 加速器のビームを核科学実験室へ輸送するためのビーム輸送ラインの整備や FFA 加速器の性能向上を目的とした加速器要素技術の研究が行われている。タンデム加速器棟・実験棟では、タンデム加速器のビーム強度増強のための機器調整と本格的なビーム利用へ向けた実験室の整備が進められている。本発表では、FFA 加速器とタンデム加速器の現在の整備状況について報告する。

2.

全に関する施設検査に合格した後、タンデム加速器のビームを FFA 加速器と各実験室に供給するビームラインの整備を行い、2015 年 6 月に施設検査を再度受検し、合格した [2]。第 3 期整備計画として FFA 加速器のビームを核科学実験室に輸送し、ビーム照射実験や中性子場を発生させるための実験室の整備が計画されており、整備予算の申請が行われている。

加速器施設と整備計画の概要

九州大学ではビームを利用した教育および原子核科学、医療応用、基礎科学などにおけるビーム応用研究を推進するために、伊都キャンパスへの移転を機に、加速器・ビーム応用科学センターを発足させた。旧キャンパスの加速器や実験装置は老朽化が進み、移設が困難な状況であったため、新キャンパスにおいて新しい加速器施設の整備が進められることになった[1]。
加速器施設の建設は 2 期に分けて進められた。
Figure1 に加速器施設の概略図を示す。第 1 期の整備計画では FFA 加速器を主加速器とした工学系の加速器施設の整備が行われ、2008 年 7 月に建屋が完成した。
第 2 期の整備計画ではタンデム加速器を主加速器とした理学系の加速器施設・実験棟の建設が行われ、2014
年 3 月に建屋が完成した。同年 9 月に建屋の放射線安___________________________________________# ynmr@nucl.kyushu-u.ac.jp

Figure 1: Schematic view of Center for Accelerator andBeam Applied Science in 2021.

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第 3 期計画として FFA 加速器のビームを核科学実験室に輸送し、ビーム照射実験や中性子場を発生させる
タンデム加速器は 2014 年 9 月に施設検査に合格し、ための実験室の整備が計画されており、未だ整備予算
10 月からはタンデム加速器室において 14 MeV 1 nA のが承認されない状態ではあるが、加速器センターの運営
ビームが使用可能になった。その後、実験室へのビーム経費を用いて、部分的にビーム輸送ラインの整備が開始
ライン拡張と新たなビーム核種（重陽子・重イオン）を増されることになった。既存のビームダンプの移動や遮蔽やすための承認を 2015 年 2 月に受け、6 月に施設検査
壁の構造変更を伴うため、変更申請のための準備、ビーに合格した。同年 7 月から研究・教育での利用が開始さ
ムダクト・冷却水配管・電気ケーブルの経路の選定や遮れた。
蔽壁のせん孔工事等の技術的検討が行われている。
既存のビームラインは低エネルギーイオン室に AMS
主リングの真空システムのメンテンナンス性と停電時のコースと汎用コース、核科学実験室に大型散乱槽コース
耐障害性を向上させるために、主リングの真空維持に利があり、RI ビーム実験のための検出器開発、学生実験、用されているターボ分子ポンプの補助ポンプをロータ
重イオン反応の融合障壁の測定、逆運動学散乱測定系リーポンプからスクロールポンプへ換装した。また、タンのテストなどの実験が行われている。また、2017 年の超デム加速器から重イオンビームを入射するための機器や重元素研究センターの発足に伴い、核科学実験室に取り出しビームの調整に用いるための追加のビームモニビームラインが１本増設された。このビームラインは主にターを設置するために主リングの真空槽の改造が行わ超重元素実験用検出器を開発する場として活用されるれている。
予定である。
前年度に修理が行われた主リングの高周波加速シス
新型コロナウイルスの影響もあり、2020 年度のマシン
テムの前段増幅器をパルスノイズやサージノイズから保タイム合計日数は 2019 年度に比べ約半分程度に減少護するために、フィルター回路やサージアブゾーバの取し、26 日となった。このうちビームを実際に照射した時間り付け作業が行われている。また、経年劣化のため動作は 148 時間であった。Si 半導体検出器のエネルギー分が不安定になっている波形入力用の任意発生器を更新
解能テストに 7 日、Si 半導体検出器粒子識別テストに 3するために代替機種の性能試験が行われている。
日、理学部物理学科学生実験に 6 日、逆運動学α非弾
加速器の性能向上を目的として、ビーム光学を改善
性散乱測定に 6 日、反跳粒子検出器テストに 2 日、TOFするための研究が行われており、主リングの電磁石の改検出器テストに 2 日のマシンタイムを実施した。加速器本造に関する技術検討が進められている[3]。また、ビーム体の点検整備は 2020 年度には行わなかったが、故障な利用へ向けた機器整備の一環として、京都大学複合原
どのトラブルはなかった。
子力科学研究所から FFAG-ERIT 中性子源[4]の構成機
ビームを加速しない状態でのターミナル昇圧テストを器を移設、再利用する計画が進められている。
実施し、昨年度までの最高電圧 7.3 MV を更新し短時間ではあるが 7.6MV までの昇圧を達成した。今後、仕様 5.
まとめ上の最高電圧である 8 MV までのテストを実施していく
九州大学加速器・ビーム応用科学センターでは、FFA予定である。
加速器のビーム実験と並行して、8MV タンデム静電型
今後、最高ターミナル電圧を 7 MV から 8 MV へ昇加速器の整備が進められている。タンデム加速器の本格圧し、最高ビーム強度 1 pnA から 1 pμΑへ増強することに加えて、最大使用時間を現在の 45 時間/週から 168 時 的なビーム利用へ向けてターミナル電圧を 8 MV へ昇圧間/週へ変更する変更申請を検討している。技術的には し、最大ビーム強度を 1 pμΑへ増強するための変更申請目途がついており、変更申請に向けた書類作成を行い を行う予定である。FFA 加速器棟では、FFA 加速器のビームを核科学実験室へ輸送するためのビームライン整つつある。
備のための技術的な検討が進められている。

3.

タンデム加速器

4.

FFA 加速器

工学系の加速器施設は入射器サイクロトロンと FFA 加速器によって構成されている。現在、FFA 加速器のビーム利用へ向けたビーム調整と並行して、加速器の性能向上を目的とした加速器要素技術の研究開発が進められている。
FFA 加速器のビームコミッショニングは 2011 年 12 月から開始され、2013 年 7 月にビームの加速に成功した。
タンデム加速器から FFA 加速器へ重イオンビームを入射するためのビーム入射ラインは 2015 年 3 月に整備され、重イオンビーム入射のための準備が整った。2018 年
度末までにビーム取り出し機器の制御・タイミング系の改修作業と運転調整は完了し、2019 年度からビーム利用へ向けた機器調整とビーム実験が継続して行われている。2020 年度は新型コロナウイルスの影響による加速器の運転停止期間を利用して、加速器の構成機器の保守や FFA 加速器棟の建屋の補修工事が行われた。

参考文献[1] Y. Yonemura et al., Proc. of the 13th PASJ, Chiba, Japan,
August 8-10, 2016, pp.1361-1363.
[2] T. Teranishi et al., Proc. of the 10th PASJ, Nagoya, Japan,
August 3-5, 2013, pp.310-312.
[3] Y. Waga et al., Proc. of the 15th PASJ, Nagaoka, Japan,
August 7-10, 2018, pp. 987-991.
[4] Y. Mori, “Development of FFAG accelerators and theirapplications for intense secondary particle,” Nuclear
Instruments and Methods in Physics Research Section A,
Volume 562, Issue 2, 23 June 2006, pp. 591-595.

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