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KURRI-LINACの概要


 

KURRI-LINACとは
電子線型加速器とは
KURRI-LINACの性能・仕様
中性子発生装置棟(ライナック棟)の概観
KURRI-LINACのスタッフ


<KURRI-LINACとは>

京都大学原子炉実験所の電子線型加速器(電子ライナック)は1965年(昭和40年)に、パルス状中性子を発生させるための中性子発生装置として熊取キャンパスに設置されました。KURRI-LINACの名称は、Kyoto University, Research Reactor Institute - Linear Acceleratorからきています。2本の進行波型加速管を持つライナックで加速されたパルス状の電子ビームを、タンタルやタングステンなどの重金属ターゲットに照射することにより、パルス状の中性子を得ることができます。そのため、研究炉での定常中性子を使った研究に対し、対照的かつ相補的な研究を行うことができます。また、電子線やX線による材料照射のほか、最近では短バンチ電子ビームに由来したコヒーレント放射光の発生研究や、それを用いた遠赤外・ミリ波領域での分光研究も行われています。この電子ライナックは、実験所の他の施設(研究炉、臨界集合体、コバルト60ガンマ線照射装置)と並び全国共同利用施設になっており、全国の研究者に利用されています。

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<電子線型加速器とは>

ドーナッツ型の円盤を並べた加速管に高周波電力(マイクロ波)を供給し、電子が常に電波の頂上にいるようにして加速させる装置が電子線型加速器で、ライナックあるいはリニアックとも呼ばれます。素粒子・原子核の研究用のほか、最近は小型のライナックが医療用照射装置として使われることも多くなっています。KURRI-LINACではマイクロ波にLバンド(1.3 GHz)を使っており、大多数のSバンド(2.8GHz)のライナックに比べて大電流、すなわち多くの電子を加速することができます。

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<KURRI-LINACの性能・仕様>

エネルギー
46 MeV
(無負荷時)
30 MeV
(最大ピーク電流 500 mA 時)
7 MeV
30 MeVの低エネルギー運転も可能

ビーム出力
最大 6 kW (公称値 最大 10 kW

中性子束
3×1011 n/cm2/sec
(ターゲット表面、ビーム出力 6 kW時)

運転モード別の性能

定常モード (ロングパルス)

過渡モード (ショートパルス)

ビーム電流
(尖頭電流)

max.500 mA

max.6 A

パルス幅

0.14 μsec(連続可変)

2, 5, 10, 20, 33, 47, 68, 100 nsec(ボタン切替)

パルス繰り返し

single100 Hz (公称値 single180 Hz

single300 Hz (公称値 single480 Hz

各セクション別の仕様

加速管の仕様

1段目

2段目

タイプ

Constant Impedance

Constant Gradient

モード

2/3 π

2/3 π

周波数

1300.7 MHz

1300.7 MHz

加速管長

2.500 m

1.845 m

Loading Factor

-18 MeV/A

-12.2 MeV/A


 

RF Sourceの仕様

1段目

2段目

ピーク出力

13 MW

20 MW

平均出力

20 kW

30 kW

クライストロン

TV2022B (Thales)

TV2022B (Thales)


 

Modulatorの仕様

1段目

2段目

高圧

1014 kV

1017 kV

サイラトロン

L-4888B (L3)

L-4888B (L3)

パルス幅 (flat top)

2.2 μsec (ショートパルス)
5
μsec (ロングパルス)

2.2 μsec
5
μsec

PFN セクション数

8 (ショートパルス)
16 (
ロングパルス)

8
16

PFN インピーダンス

6 Ω

6 Ω

パルストランス昇圧比

1 : 14

1 : 14

RF Driverの仕様

出力

3 kW (パルス)

周波数

1300.8 ± 1.0 MHz

周波数安定性

5×10-9

Injectorの仕様

電子銃

YU-156 (EIMAC)

入射電圧

100 kV DC

入射電流

max.10A (ショートパルス)
max.3A
(ロングパルス)

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<中性子発生装置棟(ライナック棟)の概観>

ライナック棟平面図(JPEGファイル)

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<ライナックのスタッフ>

装置担当者
(実験設備管理部・中性子発生装置班)

阿部尚也 (技術室)
窪田卓見 (原子力基礎工学研究部門・助教)
佐藤紘一 (原子力基礎工学研究部門・助教)
高橋俊晴 (原子力基礎工学研究部門・准教授/施設管理者・使用責任者)
堀順一 (原子力基礎工学研究部門・助教)

テクニカルアドバイザー

高見清 

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