極限放射線環境下における高感度非破壊プロファイルモニタの研究開発

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H01238
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 豊田 晃久 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (20373186)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 里 嘉典 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (30342603) ; 上利 恵三 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 技師 (30391741) ; 森野 雄平 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究機関講師 (50715240)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 大強度ビーム計測 / 耐放射線 / ビームプロファイル測定

Outline of Annual Research Achievements

近年国内外において利用されている加速器は日増しに大強度化されてきており、その安全かつ安定な運転のためビームを正確かつ連続的に診断するビームプロファイル検出器の重要性は日に日に増大している。本研究では残留ガスのイオン化からの信号を高効率で光伝送する新発想のビーム診断システムを新規開発し、極限条件下でのビーム試験を行って実用化することを目的とする。本研究の手法により、大強度化による高放射線環境下においても動作し、高感度でかつビームを乱すことなく極めて広いダイナミックレンジで測定できる、これまでにないプロファイルモニタが完成する。
この研究目的を達成するために、まず大立体角光学系暗箱および架台を製作した。光学要素のあおり角度や位置を調整できる機構を備えた光学セルを内蔵した光学暗箱を設計製作した。完成後は、レーザーコリメーターなどを利用して光学要素のアライメントを実施し、ハドロン実験施設所有の暗室内において倍率、集光効率などの光学性能を確認した。また並行して昨年度製作した内部電極および真空チェンバー、ヘルムホルツコイルについて、電源に接続して試運転を実施し、コイルの温度上昇の確認およびホールプローブを利用した磁場の一様性の確認を行った。その後ハドロン実験施設のBラインコリメータ下流に機器を設置した。ビームタイムにて実際のビームのプロファイルを測定し、収量、S/Nおよび分解能について定量的な評価を行い、極限放射線場においてもビームを乱すことなく高感度で正確かつ連続的に、広いダイナミックレンジでビームプロファイルを診断できる検出器を実現できた。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。