Operation status of J-PARC accelerator system

J-PARC加速器の運転状況

山本 風海   ; 金正 倫計  ; 小栗 英知  ; 林 直樹  ; 山崎 良雄 ; 内藤 富士雄*; 吉井 正人*; 外山 毅*; 五十嵐 進*; 發知 英明*

Yamamoto, Kazami; Kinsho, Michikazu; Oguri, Hidetomo; Hayashi, Naoki; Yamazaki, Yoshio; Naito, Fujio*; Yoshii, Masahito*; Toyama, Takeshi*; Igarashi, Susumu*; Hotchi, Hideaki*

J-PARCでは、3GeVシンクロトロン(RCS)が中性子実験、主リングシンクロトロン(MR)がニュートリノ実験および原子核実験に向けて大強度ビーム運転を継続している。RCSでは設計出力である1MWに対し、現在は750kWでの連続運転を行っている。MRは750kWの設計に対して、515kWでの運転を行っている。加速器の安定性向上に向けた高度化の成果により、近年では実験ユーザーに向けてRCSは95%程度、MRは90%程度の稼働率を達成している。RCSでは1MWでの連続運転試験も実施しており、その結果から、外気温及び湿度の上昇する6月以降に1MWで連続運転するためには、冷却水システムの性能改善が必要であることが判明した。これに関しては、2021年度の夏季に熱交換器の洗浄を行い、性能回復を図っている。MRでは、更なる大強度化のために、加速器の運転周期を短縮する改造が進められている。2022年5月までに改造を終え、6月にビームを用いた試験を行う予定である。

The Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) is designed to deliver high-intensity proton beams for various kinds of scientific programs. The accelerator complex consists of a 400-MeV linac, a 3-GeV Rapid-Cycling Synchrotron (RCS) and a 30-GeV Main Ring synchrotron (MR). The RCS delivers proton beams to the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF, neutron and muon facility) and the MR. The MR delivers beams to the Neutrino target and the Hadron Experimental Facility. At present, the RCS delivers a 750-kW beam to the MLF. The MR delivers a 515-kW beam for the neutrino experiment and a 60-kW beam for the hadron experiments. Recent availabilities are more than 90% for the MLF users and around 80% for the MR users. We achieved the 1-MW continuous operation with 1 hour (2018), 10 hours (2019) and 36 hours (2020). The results of the 1-MW demonstrations indicated some issues to establish the stable 1-MW operation. MR has a plan to shorten its acceleration cycle to 1.3 s. We have been constructing the new power supply systems for the main dipole and quadrupole magnets. We have started the installation of the new power supply since summer 2021.