J-PARC RCSにおける荷電変換入射方式による放射化の研究

Activation due to the charge exchange bean injection method 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 RCSでは、1MW出力の大強度陽子ビームを実現するために荷電変換フォイルを用いた荷電変換ビーム多重入射方式を採用している。荷電変換入射はビーム損失がほとんど無くかつ原理的には多重入射できるバンチ数をどこまでも増やすことができる優れた手法として世界の大強度加速器で広く採用されている。しかし、これまでの研究結果から荷電変換入射によってビーム損失とは異なるメカニズムで非常に強い放射化が生じていることがわかってきた。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. This injection scheme has the advantage of injecting the beam without limitation in number of bunched beam and without the beam loss in principle. Therefore it is adopted in the world high intensity proton beam accelerators. However, recent beam studies in the RCS make clear that this injection scheme causes the high radio activation around the stripper foil in spite of the reduction in the injection beam loss. In this presentation, we report the current status and the cause of the residual dose at the injection area in the RCS.