大強度ビームのための非破壊型2次元実像ビームプロファイルモニターの検出器の開発

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18340078
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 橋本 義徳 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 技師 (10391749)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武藤 豪 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助手 (90249904) ; 外山 毅 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教授 (30207641)
• Keywords: 加速器 / ビームモニター

Research Abstract

本年度は,検出器システムの基本構成を決定し,必要部品の購入を行った.
ガスターゲットからのビームプロファイル光を,イメージインテンシファイア(I.I.)を用いて増幅させる.大強度ビームの場合には,I.I.は高い放射線線量環境下に置かれることから,耐放射線が必要な条件となる.一般的には,I.I.は放射線にょるダメージが少ないとされているが,加速器周辺で使用されている一般的なI.I.にガンマ線を照射させ,使用部材の放射線による劣化を試験した.照射線量は世界有数の大強度加速器で1年あたりに被爆されると予想される1MGyとその5倍高い5MGyとした.その結果I.I.内部の増幅部では,基本性能の放射線劣化は特にみとめられなかったが,特にFOPを使用した出力窓が1MGyで黒色化し,出力光の透過率が著しく低下すること,高圧絶縁ケーブルの被覆が劣化すること,アッセンブリを形成するモールド絶縁材(ジュラコン)が劣化することが判明した.これらのデメリットは,I.I.製造業者の厚意で,改善され,製品化がなされた.本研究での検出器には,この製品を使用することにした.I.I.の検出器としての使用においては,100m程度の遠隔からの制御が必要となる.ゲート時間を300nsとする場合でも,300V程度のパルス電圧が波形を乱さずにI.Iに印加させる電源構成とした.
I.I.で増幅されたビームプロファイル光を検出するには,耐放射線性の高いHARPと呼ばれるアモルファスセレニウムを使用した電子撮像管を10m遠隔で動作させることにした.この間の光転送には,石英のみで構成される耐放射線製の高いイメージファイバーを使用することとした.