Proceedings of the 7th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (August 4-6, 2010, Himeji, Japan)

Present Status of RILAC
Eiji IkezawaA), Tomonori Ohki

Kazuyuki OyamadaA)
B)

B)

B)

, Toshimitsu Aihara, Masashi Tamura

B)

RIKEN Nishina CenterB), Hiromoto Yamauchi, Yutaka Watanabe

B)A), Masayuki Kase, Akito Uchiyama

A)

B), Osamu Kamigaito,A)

2-1 Hirosawa, Wako-shi, Saitama, 351-0198

SHI Accelerator Service, Ltd.

2-1 Hirosawa, Wako-shi, Saitama, 351-0198

Abstract
This year is the 30th year since the RIKEN heavy ion linac (RILAC) started to supply ion beams for experiments in
1981. Since then, the RILAC has supplied various ion beams in various experiments, in beam acceleration tests, and inbeam commissioning.
In order to increase in the intensity of the 238U ion beam for the RIBF, the beam acceleration test at the RILAC for thesuperconducting ECR ion source was successfully completed.
Research experiments on the heaviest elements have been carried out since 2002 at the e3 beam course of the No. 1
target room of RILAC. A new gas-filled recoil isotope separator (GARIS-II) was installed in the e2 beam course of theNo. 1 target room of RILAC.
The present status of the RILAC operation as an injector and for research experiments on the heaviest elements isreported.

理研重イオンリニアックの現状報告
RFQ+RILACの運転で行っている。2007年5月には、
238
UイオンビームがRIBF実験に初めて供与された。
理研重イオンリニアック（RILAC） [1] は、1981
また、2009年11月～12月には、RILACを入射器とし年に単独運転が開始され、今年で30年目を迎えた。
た運転で、28G-SCECRISで生成した238Uイオンビーム
我々は、RILAC単独運転で各種実験にイオンビームをRIBF実験に利用した。RILACを入射器とした運転を供与すると共に、理研リングサイクロトロン
で は こ れ ま で に 、 238U 、 136Xe 、 86Kr 、 84Kr 、 48Ca 、（RRC）への入射運転を行っている。[3]27
Al、18O、4Heのイオンビームを入射した。
理研RIビームファクトリー（RIBF）[2]における2009年度、RIBF関連に対する加速器運転時間は、ウランなどの重いイオンビームを増強[4]するため、1763時間であった。また、2010年度4月～6月は、RIBF新入射器（RILAC2）[5]用に新たに開発された超1611.5時間であった。
電導ECRイオン源（28G-SCECRIS） [6, 7]のイオン源性RIBFの入射器としての運転が始まった2006年か能試験及びイオンビーム加速試験を2009年に行った。 らこれまでに、このRIBF関連に対する加速器運転時
この年の秋には、28G-SCECRISで生成しRILACで加速間は、延べ11663.5時間となった。
したウランイオンビームをRIBF実験に利用した。
RILACの第1照射実験室のe3コースにおける気体
３．超重元素探索実験における運転状況充填型反跳分離器（GARIS）での超重元素探索関連[8]の実験 は引き続き行われた。また、新たに設計製RILACの後段には、2000年に荷電状態増幅装置作されたGARISの2号機が、同実験室のe2コースに新（ CSM ） が 、 東 京 大 学 原 子 核 科 学 研 究 セ ン タ ー設された。
（CNS）との協力により開発され設置された。この本発表では、RILACに関して、入射器としてのCSMをRILACのエネルギーブースターとして運転する運転状況及び超重元素探索実験における運転状況をにより、最大加速エネルギーが5.8 MeV/nucleonと含めた現状ついて報告する。
なり、RILAC単独運転での原子核実験が可能となった [10] 。このため、仁科記念棟E1実験室に設置されていたGARISは、その場所からRILACの第1照射実験
２．入射器としての運転状況室に移設された。RILACでの超重元素探索関連の実
RILACは、単独運転に加え、理研リングサイク験は、18G-ECRISで生成しRFQ+RILAC+CSMの運転で加ロトロン（RRC）への入射運転を行っている。表1に速したイオンビームを利用して2002年3月に始まっRRCへの入射運転時の加速器運転時間を示す。
た[11]。
入射器としての運転のうち、RIBF[9] のための2009年度、この超重元素探索実験に対する加速
RILACの運転では、RIBFコミッショニング関連及び器運転時間は607時間で、イオンビーム供給時間はRIBF実験に対して、2006年の7月から18G-ECRIS及び540時間であった。この加速器運転時間のうちの１．はじめに-67-

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89％が実験へのイオンビーム供給時間であった。
2010年度のこの実験は、9月から実施される予定である。
2002年からこれまでに、この超重元素探索実験
時に対しての加速器運転時間は、延べ14,616時間と間なった。また、イオンビーム供給時間は延べ12,272時間となった。この加速器運転時間のうちの84％が実験へのイオンビーム供給時間であった。表1にこれに関する加速器運転時間を示す。
我々は、この実験に対して、必要十分な強度及び安定度のイオンビームの供給を行っている。そしてこれまでのこの実験では、貴重な成果が得られている。
RILACの第1照射実験室のe2実験コースでは、2009年4月から新たに設計製作されたGARISの2号機
年（GARIS-II）の電磁石据付工事が行われ、2009年5月に完了した。その後、段階的に関連工事が行われ、
表１ 2002年～2009年の加速器運転時間
2010年2月には関連装置及び設備が整った。2010年4■ ： 入 射 運 転 （ 2002 年 ～ 2005 年 ：月には、この装置の試験実験が行われた。このため
RILAC-RRC 運 転 、 2006 年 ～ 2009に、我々は 40Arイオンビームを供給した。 また、
年 ： RILAC-RRC 運 転 及 び RILACGARIS-IIの設置に伴い、それまでe2実験コースにてRRC-RIBF運転）実験を行っていた２組のユーザーは、第1照射実験■：超重元素探索関連の実験室のe4実験コース及び第2照射実験室のe6実験コー■：その他実験
スに各々の実験装置を移設した。GARIS-IIの設置位
置及びe1～e6の各実験コースを図1に示す。
ラズマを発生させた。その後、イオン源性能試験を行い、2009年10月～11月にウランイオンビーム開発を行った[12,13]。
４．主な開発・改良
この28G-SCECRISのイオンビーム加速試験のた
2009年には、RIBFにおけるウランイオンビーム
めに、我々は、28G-SCECRISからRILACへの入射ビー増強のために、28G-SCECRISのイオン源性能試験及ムトランスポートライン（LEBT＋MEBT）の設置工事
びイオンビーム加速試験を行った。
を2009年7月に完了した [14] 。同月には28G-SCECRIS
28G-SCECRISは、RILACの旧入射器を改造した高で 生 成 し た 136Xe イ オ ン ビ ー ム の 加 速 試 験 を こ の電圧ターミナル(HV-Terminal)上に搭載され、既存
LEBT＋MEBTを使用してRILAC入射することにより開の18GHzマイクロ波電源を利用して、2009年5月にプ

図１

現状の理研重イオンリニアックの構成図
28G-SCECRIS及びLEBT＋MEBT：撤去前の配置を示す。
e1～e6：各実験コースであり、このうちe2、e4、e6実験コースにおいて実験装置の新設もしくは移設が行われた。

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始した[15]。
ターに入れ替えた。
2009年11月には、28G-SCECRISで生成した 238U
この他の故障は、一時的な動作不良や不調、まイオンビームの総合試験を行った。同年11月～12月
た運転に影響しない箇所の故障などであったので、には、28G-SCECRISで生成した 238Uイオンビームは後日、調査や修理を行った。
RIBF実験に利用された。
現在RILAC2の建設が進められており[16,17]、前述
装置名
故障発生件数
修理件数の試験を完了した28G-SCECRISは、2010年6月に仁科
RF 系
35
17
記念棟に沿って新設された第2イオン源室へ移設された。また、これに伴い、LEBT＋MEBTの電磁石、真イオン源系
124
空ポンプ、診断装置類は、RILAC2のビームトランス制御系
60
ポートラインで利用するため、このLEBT＋MEBTの解診断系
93体を行い、2010年8月に仁科記念棟AVFに移設される。
真空系
31
撤去前の28G-SCECRIS及びLEBT＋MEBTの配置を図1に冷却、空圧系74示す。
電磁石電源系
80
こ の 他 に RILAC の 改 良 と し て 、 以 下 の こ と を行った。
合計8029RF系の安定度向上のためにローレベル系などの改良を行い、RILAC-No.1、-NO.3、-No.4の励振器の表2 故障発生状況
自動振幅調整器（AGC）を更新すると共にこれらの共振器のRFピックアッププローブを改造した。AGC
６．今後の予定などのローレベル回路のAC電源には、高安定化電源（AVR）を導入した。RF基準信号の分配には、RF分
2010年9月以降は、RILAC単独運転での超重元素配器を使用していたが、RF方結分配方式に変更した。 探索実験、そしてRILACを入射器としたRIBF実験がRILACの前段入射器である入射バンチャー、RFQ、リ予定されている。
バンチャーのRF電圧及び位相の遠隔制御盤の機能をまた、現在建設が進められているRIBF新入射器加速器遠隔制御系（EPICS制御系）に組み入れた。
RILAC2の完成後は、RIBF実験のためのウランなどのRILAC-No.2の共振器では、この真空排気系強化
重いイオンビーム加速はRILAC2が担うことになる。
として、一部のターボ分子ポンプをクライオポンプ
これにより、RIBF実験はRILAC2入射で行い、これとに入れ替えた。
同時にRILACでは超重元素探索実験を長期間行うことが可能となる。
我々はこれらの実験のために、より安定で大強５．主な故障度なイオンビームを供給できるように努めて行く。
表2に2009年7月から2010年7月までの間に起きこのために今後も、理研重イオンリニアックの装置た各装置別の故障発生状況（動作不良も含む）を示
改良や運転技術開発に努めて行くとともに、故障対す。さまざまな故障が総計80件起こった。これらの策及び老朽化対策を計画的に進めて行く。
故障のうち部品交換などの修理を行ったのは、29件であった。これらは全故障のうちの36％にあたる。
参考文献
発生した故障のうち、重故障としては、RF系で[1] M. Odera, et al., Nucl. Instrum. & Methods. 227 (1984) 187.
2件、イオン源系で1件、冷却系で2件が発生した。
[2] Y. Yano, Nucl. Instrum. & Methods. B261 (2007) 1009.
これらはどれもマシンタイム実施中に発生したが、[3] E. Ikezawa, et al., PASJ6, TPOPA21, (2009) 622.
応急処置を施し、マシンタイムは続行させた。これ[4] O. Kamigaito, et al., HIAT09, MO11T, (2009).
らの重故障の状況としては以下のとおりである。
[5] K. Yamada, et al., IPAC10, MOPD046, (2010) 789.
RF系では、RFQ共振器外筒壁面の冷却配管にピ[6] T. Nakagawa et al., Rev. Sci. Instrum. 79 (2008) 02A327.
ンホールが開き、水漏れが発生した。また、RILAC[7] J. Ohnishi et al., EPAC08, MOPC153, (2008) 433.
No.2励振器では、終段真空管の入力回路部の冷却水[8] K. Morita et al., J. Phys. Soc. Jpn. 78 (2009) 064201.
配管にピンホールが開き、水漏れが発生した。
[9] N. Fukunishi et al., PAC09, MO3GRI01, (2009).
イオン源系では、18GHz-ECRイオン源のミラー[10] O. Kamigaito et al., Rev. Sci. Instrum. 76 (2005) 013306.
[11] E. Ikezawa, et al., PASJ3-LAM31, WP02, (2006) 272.
コイルNo.2 電源において過電圧異常が発生した。
[12] Y.Higurashi, et al., IPAC10, THPEC060, (2010) 4191.
冷却系では、CSM用冷却系の温調用電動弁を接[13] J. Ohnishi, et al., IPAC10, THPEC061, (2010) 4194.
続しているフランジ部で、そのガスケットの経年劣[14] Y. Watanabe, et al., PASJ6, TPOPA22, (2009) 608.
化のため水漏れを起こした。また、RILACの共振器[15] Y. Sato, et al., IPAC10, THPEB024, (2010) 3939.
用冷却水ポンプの55kWモーターでは、その内部コイ[16]
Y. Watanabe, et al., in this Proceedings, THPS132.
ルに絶縁不良を起こした。この故障では、リングサ[17] K. Yamada, et al., in this Proceedings, WEPS018.
イクロトロン関係の停止中の冷却系に同型モーターが設置されていたため、緊急処置としてそのモー-69-