Design and actual performance of J-PARC 3 GeV rapid cycling synchrotron for high-intensity operation

J-PARC 3 GeVシンクロトロンの大強度ビーム運転に向けた設計と実績

山本 風海   ; 金正 倫計  ; 林 直樹  ; Saha, P. K.   ; 田村 文彦   ; 山本 昌亘   ; 谷 教夫  ; 高柳 智弘   ; 神谷 潤一郎   ; 菖蒲田 義博   ; 吉本 政弘  ; 原田 寛之  ; 高橋 博樹  ; 渡辺 泰広  ; 岡部 晃大  ; 野村 昌弘  ; 島田 太平 ; 仲野谷 孝充  ; 小野 礼人; 守屋 克洋  ; 山崎 良雄 ; 菅沼 和明 ; 藤来 洸裕; 菊澤 信宏 ; 明午 伸一郎   ; 大井 元貴 ; 畠山 衆一郎; 富樫 智人; 和田 薫; 發知 英明*; 吉井 正人*; 大森 千広*; 外山 毅*; 佐藤 健一郎*; 入江 吉郎*; 植野 智晶*; 堀野 光喜*; 柳橋 享*; 佐伯 理生二*; 佐藤 篤*; 竹田 修*; 川瀬 雅人*; 鈴木 隆洋*; 渡邉 和彦*; 石山 達也*; 福田 真平*; 澤邊 祐希*; 伊藤 雄一*; 加藤 裕子*; 長谷川 和男*; 鈴木 寛光*; 野田 文章*

Yamamoto, Kazami; Kinsho, Michikazu; Hayashi, Naoki; Saha, P. K.; Tamura, Fumihiko; Yamamoto, Masanobu; Tani, Norio; Takayanagi, Tomohiro; Kamiya, Junichiro; Shobuda, Yoshihiro; Yoshimoto, Masahiro; Harada, Hiroyuki; Takahashi, Hiroki; Watanabe, Yasuhiro; Okabe, Kota; Nomura, Masahiro; Shimada, Taihei; Nakanoya, Takamitsu; Ono, Ayato; Moriya, Katsuhiro; Yamazaki, Yoshio; Suganuma, Kazuaki; Fujirai, Kosuke; Kikuzawa, Nobuhiro; Meigo, Shinichiro; Oi, Motoki; Hatakeyama, Shuichiro; Togashi, Tomohito; Wada, Kaoru; Hotchi, Hideaki*; Yoshii, Masahito*; Omori, Chihiro*; Toyama, Takeshi*; Sato, Kenichiro*; Irie, Yoshiro*; Ueno, Tomoaki*; Horino, Koki*; Yanagibashi, Toru*; Saeki, Riuji*; Sato, Atsushi*; Takeda, Osamu*; Kawase, Masato*; Suzuki, Takahiro*; Watanabe, Kazuhiko*; Ishiyama, Tatsuya*; Fukuta, Shimpei*; Sawabe, Yuki*; Ito, Yuichi*; Kato, Yuko*; Hasegawa, Kazuo*; Suzuki, Hiromitsu*; Noda, Fumiaki*

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は、最大1MWの大強度ビームを25Hzという早い繰り返しで中性子実験及び下流の主リングシンクロトロンに供給することを目的に設計された。2007年の加速器調整運転開始以降、RCSではビーム試験を通じて加速器の設計性能が満たされているかの確認を進め、必要に応じてより安定に運転するための改善を行ってきた。その結果として、近年RCSは1MWのビーム出力で連続運転を行うことが可能となり、共用運転に向けた最後の課題の抽出と対策の検討が進められている。本論文ではRCSの設計方針と実際の性能、および改善点について議論する。

In the Japan Proton Accelerator Research Complex, the purpose of the 3 GeV rapid cycling synchrotron (RCS) is to accelerate a 1 MW, high-intensity proton beam. To achieve beam operation at a repetition rate of 25 Hz at high intensities, the RCS was elaborately designed. After starting the RCS operation, we carefully verified the validity of its design and made certain improvements to establish a reliable operation at higher power as possible. Consequently, we demonstrated beam operation at a high power, namely, 1 MW. We then summarized the design, actual performance, and improvements of the RCS to achieve a 1 MW beam.