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J-PARCリニアックにおける大きい入射角を持つ新型スクレーパーの伝熱解析

The Heat transfer analysis for a new large entry angled scraper for J-PARC Linac

杉村 高志*; 平野 耕一郎

Sugimura, Takashi*; Hirano, Koichiro

J-PARCでは、目標性能の一つである1MWのビームパワーを達成するべく準備を進めてきた。J-PARC加速器リニアックの運転には、ビーム電流50mAへのアップグレードは不可欠であり、2014年夏にイオン源, RFQリニアック及びチョッパーシステムの変更を行った。ビーム成形を行うため、不要なビームを負荷させるスクレーパをRFQ下流に設置している。スクレーパは、冷却水路を有する銅ブロックと炭素複合材の板で構成される。温度波形の継続的な測定から、スクレーパへのビーム照射による炭素複合材の熱伝導率の悪化が観測された。この対策として、スクレーパへの熱負荷を軽減させるため、ビームの入射角が67$$^{circ}$$のスクレーパを設計した。本件では、新しいスクレーパのシミュレーション結果と今後の計画について報告する。

The beam power of 1MW is a design specification of J-PARC. Therefore the beam current upgrade to 50 mA in the injector linac is indispensable. The scrapers installed in the linac have been took waste beam out of RFQ since last summer. They consist of Carbon composite surface plates and Copper block with cooling-water channel. The deterioration of thermal conducting has been observed during daily operation. Thus, a newly designed scraper with a large entry angle of 67 $$^{circ}$$ is introduced as countermeasures. This paper reports the results of numeric simulations of the new scrapers and their installation schedule.

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