Present Status of RILAC
Eiji IkezawaA), Tomonori OhkiKazuyuki OyamadaA)
B)

B)

B)

, Toshimitsu Aihara, Masashi TamuraB)

B)

RIKEN Nishina Center, Hiromoto Yamauchi, Yutaka WatanabeA)

B), 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 32nd year since the RIKEN heavy ion linac (RILAC) started to supply ion beams for experiments in1981. Since then, the RILAC has been supplying various ion beams for various experiments. For the beam experimentsof the RI Beam Factory (RIBF), 48Ca-ion beam accelerated by the RILAC were injected into the RIKEN Ring Cyclotron(RRC) for the past year. Research experiments on the heaviest elements have been carried out since 2002 at the e3 beamcourse of the No. 1 target room of RILAC. The present status of the RILAC operation is reported.

理研重イオンリニアックの現状報告
元素探索関連の実験[4]が継続されている。また、核化学、放射線化学、試料分析の実験が行われている。
理研仁科加速器研究センターの理研重イオンリ入射運転としては、1986年に、後段の理研リンニアック（RILAC） [1, 2] は、周波数可変型線形加速グサイクロトロン（RRC）のための入射器としての器であり、前段入射器のFC-RFQ、主加速器のRILAC、 運転を開始した。また2006年には、超伝導リングサブースターのCSM、及び18GHz-ECRイオン源で構成さイクロトロン（SRC）などで構成される理研RIビー
れ て い る 。 最 大 加 速 エ ネ ル ギ ー は 、 5.8
ムファクトリー（RIBF）[5]の複合加速器ための入射MeV/nucleonである。1981年に単独運転での各種実器としての運転を開始した。
験へのビーム供与を開始し、今年で32年目を迎えた。
本発表では、RILACの現状報告として、入射運
なお、18GHz-ECRイオン源とFC-RFQは、1996年に設転、単独運転、及び保守などの実施状況ついて報告置された。CSM[3] は2000年に東京大学原子核科学研する。
究センターとの協力により開発され設置された。
単独運転としては、主としてリニアック実験室のe3実験ラインにおいて、2002年に開始された超重１．はじめに

図1 2005年〜2011年の運転時間■：加速器調整時間■：ビーム供与時間（入射及び単独実験時間）■：計画停止時間（改良、保守などを含む）■：故障停止時間（修理などを含む）___________________________________#ikezawa@riken.jp- 344 -

図2 2005年〜2011年のビーム供与時間■：ビーム入射時間（入射運転）■：超重元素探索関連の実験時間（単独運転）■：その他の実験時間（単独運転）

２．入射器としての運転状況

３．単独運転としての運転状況

RILACは、RIBF実験及びその他の実験のために
RILACは、入射運転の他に単独運転での超重元RRCへの入射器としての運転を行っている。図1に
素探索関連の実験などを行っている。図2に2005年
2005年〜2011年の運転時間を示す。2005年のビーム〜2011年の単独運転でのビーム供与時間（実験時入射時間は、RRCだけのために入射器として運転し間）を示す。超重元素探索関連の実験には年間約た時間である。2006年からは、それに加えてRIBFの1500時間から4800時間のビーム供与を行った。また、ための入射器としても運転を行っている。
その他の実験には年間約80時間から420時間のビー
この7年間の全加速器運転時間に対する全ビー
ム供与を行った。
ム供与時間の割合は平均85％で、2011年は93％で2007年はRIBFコミッショニングのための入射運あった。また、全加速器運転時間に対する全故障停転を主体的に行った。またこれに伴いイオン源開発、止時間の割合は平均2％で、2011年は5％であった。
RF系の基準信号及び各種検出信号の改良、真空排気
図2に2005年〜2011年の入射運転でのビーム供与時系の改良、診断系の改良、ビームトランスポート系間（ビーム入射時間）を示す。年間約1600時間からの改良などを行った [6, 7]。このためこの年の単独運3200時間のビーム入射を行った。
転は約100時間であった。
2011年は、RIBFの新入射器RILAC2が稼働し始め2011年は新入射器RILAC2の稼働開始などに伴い、たこと及び2011年3月11日の東北地方太平洋沖地震
RIBF実験と並行して単独運転が可能となったことにの影響により、RILACの入射器としての運転時間は、 より、2010年に対して約3倍に増加し5000時間を超2010年に対して約80％減少し約650時間であった。
えた。
この1年間においては、2012年4月下旬から7月
この1年間の2011年7月〜2012年6月においては、上旬にかけて 48CaビームをRIBF実験のためにRRCへ超重元素探索関連の実験、核化学、放射線化学、試入射した。この加速器運転時間は785時間で、ビー料分析の実験が行われ、19F、48Ca、70Zn、82Kr、及び136
ム入射時間は715時間であった。また、2011年12月
Xeのビームを実験に供与した。このうち超重元素
7086と2012年2月には、 Znビームと KrビームをRIBF実探索関連の実験のための加速器運転時間の合計は
験以外のためにRRCへ入射した。これらの加速器運4470時間で、実験へのビーム供給時間の合計は4184
転時間の合計は257時間で、ビーム入射時間の合計時間であった。
は232時間であった。

図3

2008年7月〜2012年6月の装置別故障発生件数

図4

2008年7月〜2012年6月の修理実施件数と一時的不具合件数

図5

2011年7月〜2012年6月の装置別故障発生件数

図6

2011年7月〜2012年6月の装置別修理実施件数- 345 -

発生し、合計7件であった。これは、全故障件数のうちの約9％にあたる。これらの故障のうちのほと2011 年 7 月から 2012 年 6 月においては、加速んどがマシンタイム実施中に発生したが、応急処置器運転を最優先したため、通常は夏季に行う 1 か月が可能な故障はそれを施してマシンタイムは続行さ〜2 か月の保守期間を大幅に削減し、2011 年の 8 月
せ、後日、適切な修理を行った。しかし、故障状況には 8 日間、2011 年の 10 月に 15 日間、そしてによっては、マシンタイムを数日間程度中断させて2012 年の 1 月に 7 日間で必要最低限の定期保守作修理をした場合もあった。重故障の状況としては以業などを行った。主な保守作業としては、以下のこ下のとおりである。とを行った。
RF系では4件の重故障があり、2011年7月にRFQ
RF 系は、励振器の駆動部及び高電圧部、共振器の駆動部及び内部電気的接続部、水冷部、高圧電共振器の電力フィーダーで、その先端部電極にある源などについて点検清掃及び部品交換、またローレ冷却水配管にピンホールが開き、水漏れが発生した。
ベル系の改良などを行った。
この時はマシンタイム中であったため応急処置を施
電磁石電源系は、空冷ファン、エアーフィルした。2011年11月にRILAC-No.1励振器で、終段真空ター、水冷部などについて、点検清掃及び部品交換管のグリッドスタブ部において、冷却水漏れが発生を行った。
し、冷却水継手交換の修理を施した。2012年3月に冷却系は、冷却水ポンプ、冷却塔、熱交換器、RFQ終段電力増幅器で、真空管への高電圧ケーブル空冷チラーなどについて、点検清掃及び部品交換をの対接地絶縁不良が発生し、高電圧ケーブル交換の行った。また、老朽化対策として、RFQ 系純水ポン修理を施した。2012年5月にRILAC-No.5励振器では、プを新型に入替え、RFQ 系冷却塔充填材の交換、真終段アンプと電力フィーダーの接続部において、内空系冷却塔の散水ポンプ及び空冷ファンの交換を軸管コンタクトフィンガー焼損が発生し、内軸管交行った。
換の修理を施した。
圧空系は、コンプレッサー及び電磁弁の点検を
イオン源系では、1件の重故障があり、2011年7行った。
真空系は、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、 月に18GHz-ECRイオン源用RF電源のクライストロン
ロータリーポンプについて、点検もしくは分解整備が故障し、別のイオン源のRF電源に交換した。
を行った。
真空系では、2件の重故障があり、2011年7月に制御系は、新機能追加、操作性向上、サーバ計
RILAC-No.1共振器用クライオポンプが、2011年9月算機更新、コントローラ清掃、ファン点検などをにCSM-A6の共振器用クライオポンプが故障した。
行った。
RILAC-No.1については、交換修理を施した。CSM-A6
診断系は、ファラデーカップ、プロファイルモ
については、真空排気をクライオポンプからターボニター、アッテネターについて点検を行った。また、分子ポンプに切り替え、クライオポンプは後日修理
プロファイルモニターを 1 か所増設した。
を施した。
イオン源系は、ガス導入回路更新、各部点検及この他の故障は、一時的な動作不良や不調、まび改良などを行った。
たは運転に大きく影響しない箇所の故障などであったので、後日、調査や修理を行った。

４． 主な保守作業

５．主な故障2008年7月から2012年6月までの4年間に発生し６．今後の予定
た各装置別の故障に関して、故障件数を図3に示す。
2012年7月から12月にかけては、RILAC単独運転
故障した装置の大半はRF系で、その他の装置はほぼでの超重元素探索実験をほぼ連続的に継続してゆく同じ比率であった。これはこの加速器の主要装置が予定である。我々はこれらの実験及びRIBFへの入射RF系であるが故に部品点数の割合が他の装置に比べ運転などのために、加速器の維持管理を的確に実施て多いためであると考える。
すると共により安定で大強度なイオンビームを供給
この4年間の故障に関する修理実施有無の半年できるように今後も努めてゆく。
ごとの集計を図4に示す。これらの故障としては、
また、30年以上も運転し続けているこのRILAC
一時的な動作不良から重故障まで様々な故障があり、 を今後も運転し続けるためには老朽化対策を計画的に進めて行くことが重要な課題の一つである。
総計318件あり、そのうち部品交換などの修理を必要としたのは約52％（164件）であった。2011年1月〜6月と2011年7月〜12月の故障件数、及び2011年1
参考文献
月〜6月の一時的な不具合件数が、他の期間に比べて約2倍であった。2011年3月11日には東北地方太平[1] M. Odera, et al., Nucl. Instrum. & Methods. 227 (1984) 187.
洋沖地震が発生している。この際にはビームダクト[2] E. Ikezawa, et al., PASJ8, MOPS007, (2011) 255.
が1か所破断し真空リークが発生し、また冷却水流[3] Kamigaito et al., Rev. Sci. Instrum. 76 (2005) 013306.
量異常により冷却水ポンプの停止などが発生した。
[4] E. Ikezawa, et al., PASJ3-LAM31, WP02, (2006) 272.Y.
この1年間の2011年7月〜2012年6月においては、 [5] Yano, Nucl. Instrum. & Methods. B261 (2007) 1009.O.
[6] E. Ikezawa, et al., PASJ4-LAM32, WP10, (2007) 242.
図5と図6に装置別の故障発生件数と修理実施件数を[7] E. Ikezawa, et al., PASJ5-LAM33, WP006, (2008)265.
示す。この1年間では故障件数が82件で、修理件数が57件（69.5％）であった。
重故障としては、RF系、イオン源系、真空系で- 346 -