Advanced design of high-intensity beam transport line in J-PARC

J-PARCにおける大強度陽子ビーム輸送ラインの先進設計

坂元 眞一; 明午 伸一郎   ; 藤森 寛*; 原田 正英   ; 今野 力  ; 春日井 好己  ; 甲斐 哲也   ; 三宅 康博*; 池田 裕二郎

Sakamoto, Shinichi; Meigo, Shinichiro; Fujimori, Hiroshi*; Harada, Masahide; Konno, Chikara; Kasugai, Yoshimi; Kai, Tetsuya; Miyake, Yasuhiro*; Ikeda, Yujiro

大強度陽子加速器施設(J-PARC)の物質・生命科学実験施設は、強力なプローブとして中性子ビームやミューオンビームを提供する実験施設である。それらの2次ビームは、3GeV陽子ビーム輸送ライン(3NBT)を通して供給される大強度陽子ビームにより生成される。大きなエミッタンスを持つ陽子ビームを非常に低いビーム損失率で輸送するために、ビーム光学やそれを実現する機器の設計を実施した。一方で、3NBTには大きなビームロスがある中間標的も設置される。この串刺し標的方式の実現のために、強い放射線で引き起こされるさまざまな問題の対策を考案し設計に反映した。

Materials and Life Science Facility of Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) is an experimental facility where neutron and muon beams are provided as powerful probes. They are generated with high-intensity proton beam supplied through a 3-GeV proton beam transport (3NBT) line. Its beam optics and components were designed to transport the proton beam of large emittance with extremely low loss rate. The 3NBT accommodates an intermediate target that causes large beam loss. The scheme of the cascade target system was carefully devised to overcome difficulties due to high radiation.