Current status and performance of the J-PARC accelerators

J-PARC加速器の現状と性能

佐甲 博之   

Sako, Hiroyuki

J-PARCはMW級の陽子ビームによる物質生命科学,原子核・素粒子物理学,原子力工学等の多目的研究施設である。加速器系は400MeV線形加速器,3GeVの速い繰り返しシンクロトロン(RCS),50GeVの主リングシンクロトロン(MR)から構成される。3GeVと数10GeVにおいてMW級のビーム生成し、かつビームロスを機器の維持管理が可能なレベルに局所化し抑制する必要がある。このためRCSにおける水冷不要のセラミックビームダクト,磁性金属による高電場高周波系,線形加速器での小型ドリフトチューブ四重極電磁石等の新技術を開発した。線形加速器は停止時間が短く、安定なビームを供給している。RCSでは2008年9月に0.21MWの出力を記録し、しかもロスをコリメータに局所化できた。線形加速器はAnnular Coupled Structure linac導入により400MeVへ増強される予定である。第二期建設計画では600MeV超伝導線形加速器を導入しAccelerator-Driven nuclear transmutation Systemの建設を行い、MRを50GeVへ増強する予定である。

J-PARC is a multi-purpose research facility for materials and life sciences, nuclear and particle physics, and nuclear engineering. The accelerator complex consists of a 400-MeV linac, a 3-GeV Rapid Cycling Synchrotron (RCS), and a 50-GeV Main Ring synchrotron (MR). To provide MW-class beams at 3 GeV and several 10 GeV while localizing and suppressing beam loss for hands-on maintenance, challenging technologies such as ceramic ducts without water cooling and high field RF system with Magnetic Alloy in RCS, and compact electromagnet Drift-Tube Quadrupoles in the linac were developed. The linac provides stable beam with short down time. RCS recorded 0.21 MW in Sep. 2008 with localized loss at the collimators. The linac will be upgraded to 400 MeV with Annular Coupled Structure linac. In the second construction phase, upgrade of the linac with 600-MeV Super-Conducting Linac for Accelerator-Driven nuclear transmutation System and upgrade of MR to 50 GeV are planned.