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Beamloss study at J-PARC linac by using geant4 simulation

Geant4シミュレーションを使ったJ-PARCリニアックのビームロスの研究

丸田 朋史

Maruta, Tomofumi

ビームロスは加速器機器を放射化する。高い残留放射線は手作業によるメンテナンスに時間的な制限を加えるため、加速器を長期間安定的に運転するためには、できる限り抑制しなければならない。J-PARCリニアックにおけるビームロスの最大の原因は、ビーム粒子である負電荷水素イオン(H$$^{-}$$)とビームダクト内の残留ガスとの散乱だと考えられている。ビームロスの対策を考えるには、シミュレーションツールが強力な道具となる。私は散乱などの物理事象のシミュレーションとして一般的なGeant4で、H$$^{-}$$の散乱事象を扱うために必要なライブラリを構築した。本プロシーディングではこのライブラリで定義された散乱断面積等の概要、及びこのライブラリを使用してJ-PARCリニアックのSDTL入口から270mに渡ってシミュレーションした結果について報告する。

Suppression of a beam loss is the key issue to operate an accelerator stably for a long term, because the beam loss makes accelerator components radioactivated and a high radioactivation becomes an obstacle for maintenance works by hand. One of the major origins of the beam loss at the J-PARC linac is the scattering process of beam particles (H$$^{-}$$ for J-PARC Linac) with residual gas inside the beam duct. For the study on the beam loss coming from the H$$^{-}$$ scattering process, I developed a library that can handle H$$^{-}$$ and H$$^{0}$$ by Geant4 toolkit. I will introduce some parameters, especially for cross sections of H$$^{-}$$ and H$$^{0}$$, in the library and show some simulation results with the library.

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