J-PARC RCS入射部の放射化と残留線量測定

Residual dose measurement and activation of the injection area in the J-PARC RCS

吉本 政弘  ; 山川 恵美*; 竹田 修; 山本 風海   ; 原田 寛之  ; Saha, P. K.   ; 岡部 晃大  ; 金正 倫計  

Yoshimoto, Masahiro; Yamakawa, Emi*; Takeda, Osamu; Yamamoto, Kazami; Harada, Hiroyuki; Saha, P. K.; Okabe, Kota; Kinsho, Michikazu

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)では、大強度ビームを実現するために荷電変換フォイルを用いたH-荷電変換ビーム多重入射を採用している。そのため、荷電変換フォイルとビームとの相互作用は避けようがなく、入射部フォイル周辺の残留線量が最も高くなっている。これまでの詳細な残留線量の分布測定とPHITSによるシミュレーション結果から荷電変換フォイルからの2次粒子(陽子及び中性子)がフォイル周辺の放射化の主な原因であることが分かった。また、リニアックから入射されたH粒子が荷電変換フォイルに到達する前に残留ガス等によりH粒子に変換されたことによるビームロスも局所的に強い放射化を生じさせる原因であることも明らかになった。本発表では、残留線量の詳細な分布測定とシミュレーション結果から、RCS入射部における放射化の状況と原因について報告する。

In the 3 GeV Rapid Cycling Synchrotron (RCS) of the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC), we adopted the multi-turn charge exchange injection scheme using the stripper foils to achieve the high power proton beam. Therefore it is difficult to suppress the interaction between the stripper foils and the beam theoretically. And then, there are high residual dose around the stripper foil. From the measurements of the residual dose distribution and simulations using the PHITS, it is identified that secondary particles produced in the nuclear reactions with the foil had caused the high residual activity around there. And then, it was clear that the beam loss caused by the H particles which were converted from the injected H particles by the residual-gas stripping generates the localized high peak residual dose. In this presentation, we report the current status and the cause of the residual dose at the injection area in the RCS.