ฬฎደᄢቇടㅦེ⾰㊂ಽᨆ⸘ᬺ❣ႎ๔ᦠ㧘XIX㧘2008.03

名古屋大学タンデトロン 2 号機の現状と利用 (2007 年)

中村俊夫持、南雅代 a、小田寛貴ヘ工藤雄一郎 a、池田晃子 a、大森貴之ヘ西本寛 a、林和樹ヘ太田友子 a、西田真砂美 a
大森貴之へ西本寛

酢屋徳啓 b、関野達也 G
a 名古屋大学年代測定総合研究センター加速器年代測定グ〉レーフ。

b 放射操医学総合研究所基盤技術センター研究基盤技術部、
放射糠医学総合研究所基盤技術センター研究基盤技術部、 c 株式会社エリコンシステム部(*連絡先:: e‑mail:nakamura@nendai.nagoya‑u.ac.jp;
e-mail:nakamura@nendai.nagoya-弘前.jp; Phone:052・789-3082)(*連絡先e-mail:nakamura@nendai.nagoya-u.ac.必;

1 .はじめに1名古屋大学年代測定総合研究センターに、平成 9(1997)年 3 月に設置された High Vol伺ge EEngineeringngineeringEuropeEurope(HVEE)社製 Tandetron (Mode14130・AMS) は、放射性炭素測定専用のシステムである。タンデトロン 2 号機と呼称しているこのシステムは、マルチカソードの Cs スバッタ負イオン源 (Model864B) 、負イオンの進行方向を 180 曲げる間に、質量数 12 、 13 そして 14 の負イオンを選別し、質量数 12 のイオン強度だけを約 100 分のーまで減衰させ、さらに質量数に依存して分かれたイオン軌道を再度結合して同時に加速器に導入するリコンピネーターシステム、加速電圧が 3MV ベースのタンデム加速器、 110 度および 90 度曲げ角度の質量分析電磁石 2 台、 12C3 +. 13C3+イオン強度を測定するための 2 台のファラディカップ、 33 度曲げ角度の静電デフレク夕、およびイソブタンガスを用いる電離籍検出器(l4c 計数用)からなり、試料中の 14C， 13C， 12C の間{立体比を高精度で測定できる(Nakamura eett al, 22004;004;2007) 。このタンデトロン 2 号機については、 2000 年度から学内共同利用を開始し、使用状況、故障状況について、毎年このシンポジウムで報告してきた(丹生， 22002002;;2004)
2004)

00

2005 年 11 月に、測定ターゲット数が 1 万個を超えたあと、 2006 年 5 月末までの前半部は順調に稼働したが、後半部は残念ながら故障が続出し、 2006 年末には測定が全くできず、共同利用者に多大なご迷惑をおかけした。
表1

年ごとの測定数と測定時間 (2007 年末までの集計)\翠\1999
19992000
20002001
20012002
20022003
20032004
20042005
20052006
20062007
2007合計
*1 ・5 丹，月，測定ターゲット(偶)
年間

330
3
30
1,430
2,077
11 ,ラ003
003
1,979
1,679
1,772
1, 115
1,,333939
12,724
12ラ724

月平均

2882
119
1
19173
1
73844
8
165
1651
140
40148
1
48
159*
1
59
*134寧*
134**

11 圃 12 月の 7 ヶ月の稼働として.
11-12*2-6 月， 9・9-10
10 月の 10 ヶ月の稼働として㧙㧙

測定時間(時間)
年間

352
3
52
2,234
3, 161
1,545
3,219
86γ
22，,8673,456
2, 1362, 1362211,, 106

月平均

299
2
186
186263263
129129268268239239288288305*
305*
214**
214**ฬฎደᄢቇടㅦེ⾰㊂ಽᨆ⸘ᬺ❣ႎ๔ᦠ㧘XIX㧘2008.03

その後， 2007 年に入っても高電圧スパークの問題は解決されず，綱渡り的な 14C 測定を継続した.
2007 年 7 月に，再度，加速器タンクを開けて内部の点検を実施し，スパーク跡を磨き上げて，スムーズな表面に処理し産した，その後，高電圧スパークの状況は改善され，試料の 14C 測定はj額調に測定はj績調に進んだ.しかし，

11 月初頭から古川記念館の耐震工事が開始され， 2008 年 3 月末の予定で，年代測定システムは全面停止状態となっている.ここでは、 2007 年の 1 月から 12 月にかけての 1 年間の運転・保守並びに利用状況について報告する。

2.
2. 2007 年の運転保守状況
2006 年末に高電圧のスパークにより、高電圧発生用のドライパートランスが発熱し断線した。日
本国内でトランスコイルの巻き直しを検討したが、トランスの規格に関するデータが不十分なため本国内でトランスコイルの巻き宜しを検討したが、トランスの規格に関するデータが不十分なため代替えができるものを作製することは不可能であるとの結論となり、新品をメーカーから購入することにした。 2007 年 2 月に新品が届き、交換して運転を再開したものの、高電圧のスパークは以前と同様に発生した。 4 月には、高電圧スパークによる電圧コントロールボードの破損、ターゲット制御回路の故障、等が相次いだ、。しかし、この問、 14C 測定を継続し 2 月から 6 月までの測定数は制御回路の故障、等が相次いだ。しかし、この問、629 個となった。この間の高電圧スパークによるダイオードの破損が蓄積され， 6 月初日に、ついに高電圧が不安定になり、昨年 10 月に引き続き加速器タンクをオープンし、点検を実施した。この点検修理では、ダイオードを 230 個、抵抗器を 2 個交換した。

この点検修理のあと、高電圧絶縁ガスとして用いている六フッ化イオウ (SF6 ) の脱水を徹底的との点検修理のあと、高電圧絶縁ガスとして用いている六フッ化イオウに行ったところ、高電庄のスパ}クが治まり、以後、比較的スムースな測定を継続することができた。 8 月の終わりに 45 倍、 9 月に 319 個、 10 月に 391 個のターゲットを i制定することができた。古t制定することができた。古川記念館耐震工事のために， 11 月 3・4 日にシステムの完全停止作業を実施した。その後は、耐震工事に関連する一連の作業が始まった。運転状況を、表 1 及び表 2 に示す。最終的に、 2007 年に測定したターゲット数は、 1384 個である。 2006 年の個数より上回る結果となった。
下図に，これまでに測定したターゲットである 12， 724 個について種類の内訳を示す.約 75%が未知試料である.次に14C 濃度の標準体 14C ノミックグラウンド試料， IAEA 標準体となっている.

測定ターゲット総数 12 ， 724鏑の肉訳
724個の肉訳 (2007/10/31 ))3 434552婚話••噌・勾勾，'』h角。ARGUdvd a匂守aE‑a7覧

図 1

これまでに測定したターゲットの種類の内訳

測定数の多い!慣に測定数の多い願に

22:: NBS-New 標準体， 3:
3 : NBS-OLD 標準体，
4 ::1144CC Background 試料，
5 : lAEA 標準体
45:1未知試料，

㧙㧙ฬฎደᄢቇടㅦེ⾰㊂ಽᨆ⸘ᬺ❣ႎ๔ᦠ㧘XIX㧘2008.03

14C 測定の手順としては、従来通り、測定の手順としては、従来通~， 45 個のターゲット個のターゲット(l4ce 4 C 濃度未知の試料 31 個、 14C 濃度標準体 12 個、システムパックグラウンド(ブランク試料である 14C を含まないはずの市販のグラファイト) 1 個、試料調製の 14C 汚染を調べるシュウ酸ブランク試料(キシダ化学(株)製の特級シュウ酸 (2 水和物)試薬 (#57952) )) 1 個を標準的な組み合わせとする)について、3 日間で 3 回繰り返し測定して再現性のテストを行い、また統計精度をあげることで、高い精度を達成している。

ett aall. 2004;
Mod回1-5 千年前の試料で 14C 年代測定の誤差は +20ーMod釦1-5+20ー士+3535 年程度である (Nakam町a(Nak畑町a ea1.
2004;2007) 。表 1 に年間の測定数と測定時間を示す。表 2 に各月あたりの測定数と故障など不具合の状祝を示す。これらの状況を、次の節で議論する。
況を示す。これらの状況を、次の節で議論する。

33.. HVEE タンデトロン加速器質量分析計の故障の詳細
表 2 に、 2007 年 01 月から 2007 年 12 月末までの各月あたりのターゲット測定数及びタンデトロ
ン 2 号機の不具合の状況を示す。主たる不具合は、
表2月

2007 年における月当たりの測定ターゲット数
不具合などの状況

測定ターゲット数/月。

2211343433454544
9900
5511
1 ドライパートランス故障中
111
ドライパートランスの取替
2/1
6 ドライバートランスの取替
2/16
222/19/11
9 高電圧スパーク多発
2/26
2/
1
2
6 電磁石電源冷却水詰まり
3/
4 全学停電.
3/4
3/
2
3 クライオポンプの冷却水パイプ取替
3123
4/54/
5 高電圧スパークによる電圧コントロールボードの破損
417・4/24

ターゲット回転系誤動作、制御回路の修理

180
18061206/20 加速器高電圧が不安定，加速器タンク内の保守が不可

661
180
8077欠
717 高電圧スパークにより高電圧不安定，電磁石電源冷却水詰まり。

7119舗7125 加速器タンク開，高電圧電源部の修理
7119働7125

8/6‑8/22
8/6・8/22

884455

99319
319

10
1011113913911221。

。

合計

絶縁ガスの脱水，イオン源掃除，加速器テストラ

ン

111/
1 耐震工事のため停止
111
耐震工事のため停止中

138411))加速器高電圧スパークによる高電圧制御モジュールの破損、
1
加速器高電圧スパークによる高電圧制御モジューノレの破損、
2) 高エネルギ一分析電磁石電源の冷却水パイプの目詰まりによる冷却能力不足のため電磁石電源の停止、㧙㧙ฬฎደᄢቇടㅦེ⾰㊂ಽᨆ⸘ᬺ❣ႎ๔ᦠ㧘XIX㧘2008.03

3) 加速器高電圧スパークの繰り返しによる電源部のダイオード、抵抗器の劣化、で、あった。これらの 3 点は、 2006 年同様の不具合であり、問題を解決できなかったことになる。 1 )、2) については昨年の報告(中村ほか 2007) を参照して頂きたい。ここでは、

3) に関して、修理の状況を以下に詳述する。

3.
3. 1
1 加速器高電圧の放電の繰り返しによる電源部のダイオード、抵抗器の劣化
2006 年 10 月 4 日から、高電圧電源の整流・昇圧回路を点検するために、再度加速器タンクをオープンした。点検の結果、 154 倒のダイオード(全部で 1422 個を懐用)、および 5 個の抵抗器(全部で 158 個を使用)を交換した。この大修理のあと高電圧の安定化を期待したが、相変わらず不安定で、 2006 年 11 月から 2007 年 7 月 7 日までの高電圧放電の回数は 30 回に及んでいる。図 1 にその状況を示す。

日付

図 2(2006‑2007)(2006‑2007)

2006/112006/11~20071717 の間の高電圧スパーク発生の経年変化

2007 年 7 月の始め頃から、加速器高電圧出力が不安定になり、 7 月 7 日に、ついに加速器タンクを再度開けて高電圧発生回路を点検することにした。
昨年にも同様な症状が発生し、2007 年 7 月 19 日から 25 日にかけての修理で、昨年に引き続き、 230 個のダイオード(全部で 1422個を使用)と 2 個の抵抗器(全部で 158 個を使用)を交換した。

写真 la

高電圧の整流・昇圧装置の点検(I)

写真 lb

㧙㧙

高電庄の整流・昇圧装置の点検(II)
高電圧の整流・昇圧装置の点検(II)ฬฎደᄢቇടㅦེ⾰㊂ಽᨆ⸘ᬺ❣ႎ๔ᦠ㧘XIX㧘2008.03

写真 2

高電圧整流回路に使われるダイオード

写真 3

高電圧スパークの痕跡および抵抗器。それぞれ 230 個、 2 個を交換
4. 耐震工事の現状

2007 年 11 月から開始された古川記念館の耐震工事に関連して、 11 月 3-4自に、タンデトロン年3-4 f3に、タンデトロン年
代測定システムを完全に停止した。その後、数日をかけて、ホコリ除けのビニールシートを用いて装置全体の覆いを行った。耐震工事に伴って発生するホコリにより、装置が汚れないようにするためである。このホコリ除けは、試料調製装置、定温乾燥機、作業机など、年代測定室にあるすべてのものについて実施した。

さらに、耐震工事中には、 CHIME 年代測定装置 2 台と共に、タンデトロン年代測定システムについて、近傍に振動計(加速度計)を設置し、振動状況のモニターを実施した。モニターを用いて振動の強度を監視し、一定レベル以上の振動がある場合には、振動が発生する工事，すなわち、壁面の孔開けやハツリ工事を一時中断し、場合によっては、発生振動が弱い別の工法に切り替えてもらうことを行った。工事関係者には、多々迷惑をかけたものと思うが、工事後に、年代測定装置のらうことを行った。工事関係者には、多々迷惑をかけたものと患うが、工事後に、年代測定装置の速やかな立ち上げを実施するためには不可欠なことであると確信する。この、耐震工事中の振動モニターについては、別途に報告(池田ほか， 2008) される予定である。

写真 4

ホコリ対策用のシール。

写真 5

タンデトロン年代測定システム全体を3 方向の振動が読める加速度センサー
写真のように，床の上に設置した完全に覆つである。

㧙㧙ฬฎደᄢቇടㅦེ⾰㊂ಽᨆ⸘ᬺ❣ႎ๔ᦠ㧘XIX㧘2008.03

5..
514C 測定の応用研究

名古屋大学タンデトロン加速器年代測定システムによる 14C 年代測定では、 5 千年前よりも若い試料について、ほぽ定常的に士 20~+30 年の誤差( 1 標準偏差)で年代謝定が可能である(Nak翻紅aeettal,al, 2
2004004;; 2007) ため、文化財科学や考古学関連のさまざまな資料の年代測定に利用が期待されてため、文化財科学や考古学関連のさまぎまな資料の年代測定に利用が期待されている。また、年代測定に限らず、環境研究などにも幅広く利用されている。個々の応用例については、紙面の都合上ここでは論じない。本報告書や、既刊の名古屋大学加速器質量分析計業績報告書(I 988~2007) に掲載されている報文を参考にして頂きたい。
謝辞
タンデトロン加速器質量分析計の修理、保守において、全学技術センターの教育・研究技術支援室装置開発技術系([日理学部装置開発室)の皆様には大変お世話になっている。記して感謝の意を表します.

最後に、この報文に述べたように、昨年に引き続き、本年の前半期においても、装置の不調で14C 測定が進まず、修士論文、卒業論文、科研費などの研究報告の作成に多大な支障を及ぼした。
常々、分析装置に何のトラブルが発生するか予測できず、ご迷惑をおかけすることもあり得ると、利用者には注意を喚起しているところであるが、実際に、このような決定的な支障を経験したのは初めての事である。文末にあたり、支障のあった利用者の皆様には、改めて遺憾の意を表します。

また、 11 月 1 日からは、タンデトロン分析計が設置されている古川記念館の耐震工事が 2008 年 3月末の予定で開始された。昨年度、そして本年度と共同利用者の皆様には、ご迷惑をおかけしている。耐震工事を終えた後は、安全な状態で、 14C 測定利用がスムーズに実施できることを期待している。

参考文献
池田晃子ほか (2008) 名古屋大学古川記念舘耐震工事に伴う振動発生のモニタリングについて(予報) .名古屋大学加速器質量分析計業績報告書，沼X， **-材.

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書(1988~2007) ((II ~ XVIII)，名吉屋大学年代測定総合センタ

Nakamura, Toshio
kikoToshio,, E
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Akiko Ikeda, Masayo お1inami， TToommookkoo Ohta 組d Take白mi
TakeぬmiOdO daa ((2004)
2004)HHigh
ighp
precision
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Minami,Nakamura, Toshio
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Mitsuruami, Masayo，組dO必ヲ
Ma錨yo， andOda, Hiro鈎b(2007)
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453胸459.
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中村俊夫，南雅代，小田寛貴，池田晃子，渡漫隆広，宮原ひろ子，太田友子，吉岡茂雄，西田真中村俊夫，南雅代，小田寛貴，池田晃子，渡遺隆広，宮原ひろ子，太田友子，吉岡茂雄，西田真砂美(2007) 名古屋大学タンデトロン 2 号機の現状と利用 (2006 年) .名古屋大学加速器質量分析計業績報告書，

XVIII,, 91 ・97.
XVIII

丹生越子，ほか (2002) 名古屋大学タンデトロン 2 号機の現状.第 15 回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会， 2002 年 6 月 24-25 日，於:サンピア敦賀，ンター，(財)若狭湾エネルギー研究セ

17・20.

丹生越子 (2004) 名古屋大学タンデトロン 2 号機の現状名古屋大学加速器質量分析計業績報告書，
XV.7・
XV, 7・ 12.

㧙㧙ฬฎደᄢቇടㅦེ⾰㊂ಽᨆ⸘ᬺ❣ႎ๔ᦠ㧘XIX㧘2008.03

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Nagoya464‑8602Japana, N
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e-mail:nakamura@nendai.nagoya.・u.ac.jp，ac.jp， Phone:052・789・3082)(corresponding
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