Beam physics design of the injector for the JAEA-ADS

JAEA-ADS入射器のビーム物理設計

Yee-Rendon, B. ; 近藤 恭弘   ; 田村 潤  ; 明午 伸一郎   ; 前川 藤夫  

Yee-Rendon, B.; Kondo, Yasuhiro; Tamura, Jun; Meigo, Shinichiro; Maekawa, Fujio

加速器駆動システム(ADS)は、核廃棄物処分の課題に対する効率的な解決策となる。日本原子力研究開発機構(JAEA)は、ADS技術の利用提案の重要な要素として、30MWの陽子線形加速器を設計している。ADS加速器の重要な特徴は、原子炉構造への熱ストレスを回避するために必要な、非常に高い可用性と信頼性となる。この目的のために、JAEA-ADSは、線形加速器の前部のホットスタンバイとスタンバイ要素補償を組み合わせた戦略を採用し、要素故障によるダウンタイムを迅速かつ効率的に削減した。JAEA-ADSの入射器は、主に常伝導セクションと初段の超伝導空洞セクション(半波長共振器)で構成される。本論文では、JAEA-ADS入射器の光学設計の詳細とビームダイナミクスシミュレーションの結果を紹介する。

Accelerator-Driven Systems (ADS) represent an efficient solution to the challenge of nuclear waste disposal. Therefore, the Japan Atomic Energy Agency (JAEA) is designing a 30-MW proton linac as a key element of its proposal for the use of ADS technology. A key feature of ADS accelerators is their extremely high availability and reliability that is required to avoid thermal stress on reactor structures. To this end, JAEA-ADS adopted a combined strategy of hot standby in the front part of the linac and standby element compensation as a fast and efficient way to reduce the downtime due to an element failure. The JAEA-ADS injector is mainly composed of a normal conducting section and ends with the first section of superconducting cavities (Half Wave Resonator). This paper presents the details of the optics design of the JAEA-ADS injector and the results of beam dynamics simulations.