MLF-TS2の中性子性能

Neutronic performance of MLF-TS2

原田 正英   

Harada, Masahide

J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)は、3GeV、1MWの陽子ビームにより、炭素標的に当ててミュオンビームを発生させるミュオン源と、水銀標的にフルストップさせ核破砕反応により中性子を生成する核破砕中性子源と持ち、ミュオンビームを利用するミュオン実験装置と、冷熱中性子による中性子散乱実験を行う中性子実験装置が設置されている。これらは、第1ターゲットステーション(TS1)とされ、2008年より運転を開始したTS1は、2023年2月現在、800kW程度で共用運転を行っている。将来計画の一環として、MLF第2ターゲットステーション(TS2)の検討を進めている。TS2は、中性子とミュオンの両方を取り出し可能なタングステン回転標的を主案とし、陽子ビームを高密度化し、冷熱中性子を供給する減速材をできる限り標的に近づけ、減速材をやや平坦化することにより、中性子の輝度増を考えている。ビーム出力については、加速器の総出力を1.5MWに増強し、TS1で1MW、TS2で500kWとすることを主案としている。現在は、TS2の最適化を進めており、TS1と比較すると、中性子の強度(輝度)は単位出力当たり10倍、ミュオンの強度は、単位出力当たり50倍となる可能性が得られている。本発表では、TS2の中性子性能に特化し、TS1での中性子特性の測定結果を引き合いに出しながら、最適化を踏まえた現時点で想定されるTS2の中性子性能を紹介する。

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