J-PARC upgrade

J-PARCアップグレード

大内 伸夫 

Ouchi, Nobuo

J-PARCは現在第1期計画である。現在までにすべての実験施設に陽子ビームが到達しており、2008年には物質生命科学実験施設の供用運転が開始された。400から600MeVの超伝導陽子リニアックと核変換実験施設は第2期計画に計画されている。超伝導陽子リニアックは、11台のクライオモジュールで構成され、各クライオモジュールには2台の972MHz,9セル楕円空洞が実装される。1台のクライストロンで2台の空洞を励振するため、パルス運転時のローレンツ力デチューニングの下で2台の空洞の位相安定性が最も重要な開発項目である。ローレンツ力デチューニングが小さくなるように設計されたクライオモジュールは既に製作されており、2台の空洞の同時運転を試験した。温度2Kにおいては、要求を十分満足する位相安定性を得ることができた。しかしながら温度4Kにおいては、マイクロフォニックノイズによって位相安定性が低下することが確認された。

J-PARC is in the first phase now. Proton beams have reached to the all experimental facilities up to now, and user operation of MLF started in 2008. Superconducting proton linac (SCL) from 400 to 600 MeV and the Transmutation Experimental Facility are planned in the second construction phase. SCL will consist of 11 cryomodules and two 9-cell 972 MHz elliptical cavities will be installed in each cryomodule. As two cavities will be driven by one klystron, phase stability between two cavities under the Lorentz force detuning in the pulsed operation is most important issue to be developed. A prototype cryomodule was fabricated, which was designed to be less Lorentz force detuning, and two cavity excitation was tested. The phase stability at 2K is satisfactory acceptable, while it deteriorates at 4K due to the microphonic noise. Design of SCL and the experimental results of the prototype cryomodule are presented.