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New injection scheme of J-PARC rapid cycling synchrotron

J-PARC 3GeVシンクロトロンの新入射方式の検討

山本 風海; 神谷 潤一郎; Saha, P. K.; 高柳 智弘; 吉本 政弘; 發知 英明; 原田 寛之; 竹田 修*; 三木 信晴*

Yamamoto, Kazami; Kamiya, Junichiro; Saha, P. K.; Takayanagi, Tomohiro; Yoshimoto, Masahiro; Hotchi, Hideaki; Harada, Hiroyuki; Takeda, Osamu*; Miki, Nobuharu*

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は、1MWの大強度ビームを物質生命科学実験施設および主リングシンクロトロンに供給するために設計され、調整が進められている。現在の所、RCSでは設計値の半分である500kWでの連続運転に成功しているが、今後さらにビーム出力を向上するためには、入射点付近の残留放射能による被ばく対策が重要となってくる。これまでのビーム試験やシミュレーション、残留線量の測定結果等から、入射点周辺の残留放射能は入射で使用する荷電変換用カーボンフォイルに入射及び周回ビームが当たった際に発生する二次粒子(散乱陽子や中性子)が原因であることがわかった。現状では、RCSの入射にはフォイルが必須であり、これらの二次粒子を完全に無くすことはできない。そこで、これら二次粒子によって放射化された機器の周辺に遮蔽体を置けるように、より大きなスペースが確保できる新しい入射システムの検討を開始した。予備検討の結果、機器配置は成立するが、入射用バンプ電磁石磁場が作る渦電流による発熱が問題となることがわかったため、今後その対策を検討することとなった。

The 3-GeV Rapid Cycling Synchrotron of Japan Proton Accelerator Research Complex aims to deliver 1-MW proton beam to the neutron target and Main Ring synchrotron. Present beam power of the Rapid Cycling Synchrotron is up to 500-kW and the higher radiation doses were concentrated in the injection area. These activations were caused by the interaction between the foil and the beam. To reduce the worker dose near the injection point, we have studied a new design of the injection scheme to secure enough space for radiation shielding and bellows. In the new system, two of four injection pulse bump magnets are replaced and we are able to ensure the additional space around the injection foil chamber. So far, new injection system seems not impossible. However, preliminary study result indicated that temperature of the duct and shielding metals would be slightly higher. The eddy current due to the shift bump magnet field generates heat. Thus we have to study details of above effect.

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