J-PARC-HI accelerator plan

J-PARCにおける重イオン加速の検討

原田 寛之  ; Saha, P. K.   ; 金正 倫計  

Harada, Hiroyuki; Saha, P. K.; Kinsho, Michikazu

大強度陽子加速器施設J-PARCは、400MeV線形加速器、3GeVシンクロトロン(RCS)、50GeVシンクロトロン(MR)の3つの加速器で構成される。この加速器ではMW級の大強度陽子ビームを生成・加速・供給を行い、ビーム標的照射後に生成された様々な2次粒子を用いた多目的実験に利用されている。RCSでは、ビーム試験ではあるが、設計出力1MW相当の陽子数の加速ならびに取り出しに成功している。核子あたり10から20GeVの高エネルギー重イオンビーム(ウラニウムまで)の大強度化が世界的に注目度の高い中性子星物理から強く求められており、ドイツ、ロシア、中国において大型研究計画が進められている。そこで、世界最高峰の大強度重イオンビーム供給に向けて、大強度陽子加速器J-PARCを用いた重イオンビーム加速の検討を行った。世界で計画中の世界最高強度のパルスあたり10乗個の重イオンビームより一桁高い強度である11乗個での重イオンビーム供給の可能性が高いことがわかった。本発表では、J-PARCにおける陽子加速器の現状を報告し、重イオンビーム加速の検討結果を紹介する。

J-PARC facility consists of three accelerators, which are 400 MeV Linac, 3 GeV Rapid Cycling Synchrotron (RCS), 50 GeV Main Ring synchrotron (MR). These accelerators provides MW-class high intensity proton beam to multipurpose experiments where the produced secondary particles at targets are used. RCS successfully achieved 1MW output of designed beam power for a short operation time. High energy heavy ion beam with high intensity is required from the neutron star physics, which is a famous science, big science accelerator projects are planned at Germany, Russia and China. Therefore, we studied the heavy ion beam acceleration by using J-PARC accelerator where our accelerator has property of higher intensity. In our presentation, we will report present status and will mention the result for higher intensity of heavy ion beam under design work.