Beam commissioning and operation of the Japan Proton Accelerator Research Complex 3-GeV rapid cycling synchrotron

J-PARC 3-GeVシンクロトロンのビームコミッショニング及びビームオペレーションの現状

發知 英明  ; 原田 寛之  ; 林 直樹  ; 金正 倫計  ; Saha, P. K.   ; 菖蒲田 義博   ; 田村 文彦   ; 山本 風海   ; 山本 昌亘   ; 吉本 政弘  ; 加藤 新一*; 入江 吉郎*; 小関 忠*; 佐藤 洋一*; 佐藤 健一郎*; 白形 政司*

Hotchi, Hideaki; Harada, Hiroyuki; Hayashi, Naoki; Kinsho, Michikazu; Saha, P. K.; Shobuda, Yoshihiro; Tamura, Fumihiko; Yamamoto, Kazami; Yamamoto, Masanobu; Yoshimoto, Masahiro; Kato, Shinichi*; Irie, Yoshiro*; Koseki, Tadashi*; Sato, Yoichi*; Sato, Kenichiro*; Shirakata, Masashi*

J-PARC 3-GeV RCSは、1MWのビーム出力を目指す大強度陽子加速器である。RCSは、2007年10月にビーム試験を開始し、その後、2008年12月より4kWのビーム出力でユーザー運転を開始した。以来、ビームチューニングの進展やハードウェアの改良に従って、RCSの出力パワーは順調に増強されている。RCSは、これまでに、420kW出力までのビーム損失を1%以下に抑え込むことに成功し、また、210kWでのルーティンユーザー運転を実現させている。RCSのような大強度陽子加速器では、ビーム損失により生じる機器の放射化が出力強度を制限する最大の要因となるため、ビーム損失の低減が出力増強時に常に直面する重要なビーム物理学上の課題となる。本論文では、RCSのビーム増強に関する最近の進展、特に、ビーム増強とともに多様に出現するビーム損失に対するわれわれの取り組み(ビーム損失低減策)を紹介する。

The J-PARC 3-GeV RCS is a high-power pulsed proton driver aiming at 1 MW output beam power. The RCS was beam commissioned in October 2007 and made available for user operation in December 2008 with an output beam power of 4 kW. Since then, the output beam power of the RCS has been steadily increasing as per progressions of beam tuning and hardware improvements. So far, the RCS has successfully achieved high-intensity beam trials of up to 420 kW at a low-level intensity loss of less than 1%, and the output beam power for the routine user program has been increased to 210 kW. The most important issues in increasing the output beam power are the control and minimization of beam loss to maintain machine activation within the permissible level. This paper presents the recent progress in the RCS beam power ramp-up scenario, with particular emphasis on our efforts for beam loss issues.