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Yee-Rendon, B.; 近藤 恭弘; 田村 潤; 明午 伸一郎; 前川 藤夫
JPS Conference Proceedings (Internet), 45, p.011173_1 - 011173_7, 2026/06
日本原子力研究開発機構(JAEA)は、核変換用加速器駆動システム(ADS)の研究開発を行っている。JAEA-ADSは、30MWのCW超伝導陽子リニアックと未臨界炉心から構成される。このリニアックは、20mAの陽子ビームを最終エネルギー1.5GeVまで加速する。リニアックの常伝導部で2.5MeVまで加速し、残りは超伝導部で加速する。300以上のLLRFシステムが、リニアックを構成するRF構造が、ビーム進行方向のパラメータを制御する。JAEA-ADSのLLRFシステムは、リニアックの効率化のためのRFの安定性を確保することに加え、ADS運転における大きな課題であるリニアックの稼働率向上のための耐故障補償も可能にする。本研究では、ADS LLRFの必要な条件について議論し、これらの要求を満たすモデル案を提示する。
岩元 大樹; 明午 伸一郎; 杉原 健太*
JPS Conference Proceedings (Internet), 45, p.011179_1 - 011179_7, 2026/06
核種生成断面積は、加速器及び原子力施設における放射化物の放射能評価に重要な核データである。核破砕反応における放射性核種の生成は、核内カスケード+蒸発モデルの物理モデルを用いて説明できるが、実験値を正確かつ包括的に再現することは依然として困難である。この問題に対処するため、核種生成断面積を標的物質に対して包括的に推定する機械学習(ML)モデルを開発した。このモデルは核反応データベースEXFORの実験データを学習データとして用い、転移学習を活用してデータが少ない領域でも核種生成断面積を推定できる。前回の研究において、開発したMLモデルが広範な標的に対して
Be及び
H生成断面積を包括的に推定できることを示した。本研究では、このMLモデルをHe, 
Be (
y), 
Na (
y), 
Na (
h)等の加速器施設設計や天体物理学にとって重要な核種に適用し、核種生成断面積を包括的に推定できることを示す。
Yee-Rendon, B.; 近藤 恭弘; 田村 潤; 明午 伸一郎; 前川 藤夫
JPS Conference Proceedings (Internet), 45, p.011174_1 - 011174_10, 2026/06
日本原子力研究開発機構(JAEA)では、30MWの連続波陽子リニアックを用いた加速器駆動未臨界システム(ADS)の研究を進めている。マイナーアクチノイドの管理の観点から、ADSの実現には加速器の効率が重要である。このため加速器の実現性には、さまざまな機器の総合的な効率を評価が必要となる。本研究では、ビーム負荷やマイクロフォニックスなどの影響を考慮し、RF空洞の運転に必要な電力を算出した。さらに、クライオモジュールから発生する熱負荷や、マグネットなどの補助システムの消費電力の計算により極低温系統の寄与を考慮した。本発表では、JAEA-ADSリニアックの効率推定と、その評価手法を紹介する。
田村 潤; 近藤 恭弘; Yee-Rendon, B.; 明午 伸一郎; 前川 藤夫; 加古 永治*; 梅森 健成*; 阪井 寛志*; 道前 武*
JPS Conference Proceedings (Internet), 45, p.011171_1 - 011171_7, 2026/06
The Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been proposing an accelerator-driven nuclear transmutation system (ADS) as a future nuclear power system. Toward the actual design of the CW proton linac for the JAEA-ADS, we are currently prototyping a low-
single-spoke cavity. The cavity fabrication began in 2020. Most of the cavity parts were shaped in fiscal year 2020 by press-forming and machining. In 2021, we started welding the shaped cavity parts together. Each cavity part was joined together by preliminarily examining the optimum welding conditions using mock-up test pieces. We have fabricated the body and two lid sections, and have confirmed that there were no significant problems with the cavity fabrication according to the frequency measurement of the temporarily assembled spoke cavity.
Ag(p,X) reaction at J-PARC杉原 健太*; 明午 伸一郎; 岩元 大樹; 前川 藤夫
JPS Conference Proceedings (Internet), 45, p.011181_1 - 011181_10, 2026/06
加速器駆動システムなどの加速器施設では、残留ガンマ線量率を見積もることが不可欠である。計算機性能の向上により、物理モデルによる核種生成断面積の予測が可能になったが、モデルの予測精度をさらに確認する必要がある。そこで、われわれは、J-PARCで放射化技法を用いて様々な標的に陽子を照射し、核種生成断面積を測定してきた。本研究では、Ag(p,X)反応の核種生成断面積を測定した。
山口 雄司; 近藤 恭弘; 明午 伸一郎; 小栗 英知; 大井 元貴; Saha, P. K.; 篠崎 信一; 高柳 智弘; 山本 風海
JPS Conference Proceedings (Internet), 45, p.011162_1 - 011162_7, 2026/06
J-PARCでは、3GeV陽子ビーム輸送施設によって3GeVシンクロトロンから物質・生命科学実験施設へ大強度陽子ビームを輸送しており、最近、設計出力1MWを達成した。この成果を受けて、MLFでは将来計画として中性子、ミュオンビームのさらなる輝度の増大を目指す第2ターゲットステーション(TS2)の建設が検討されている。TS2の計画には新しい陽子ビーム輸送ラインが必要となるため、設計検討を開始した。本発表では、ビームラインの光学や遮蔽等、設計検討の現状を報告する。
田村 潤; 近藤 恭弘; Yee-Rendon, B.; 明午 伸一郎; 前川 藤夫; 加古 永治*; 梅森 健成*; 阪井 寛志*; 道前 武*
Proceedings of 22nd International Conference on RF Superconductivity (SRF2025) (Internet), p.691 - 694, 2026/04
日本原子力研究開発機構(JAEA)では、原子力発電所で発生する高レベル放射性廃棄物を効率的に削減するための将来の原子力システムである加速器駆動核変換システム(ADS)実現のための研究を行っている。JAEA-ADSのための大強度陽子リニアックの詳細設計の第一歩として、現在、我々は低速陽子(光速比0.2程度)加速用の超伝導スポーク空洞を開発している。我が国においては超伝導スポーク空洞の製作経験がなく、JAEA-ADSの実現性を確保するためには、この空洞の試作と性能評価が必須である。我々は2020年度から実際の空洞製作を開始し、2024年度、電子ビーム溶接による空洞組み立てが完了した。この組立においては、最終溶接の前に空洞部品の端部を数回に分けてトリム加工することにより、目標とする共振周波数を実現した。最終溶接においては、空洞部品の真円矯正と端部薄肉加工を組み合わせることにより、平滑な溶接ビードを得ることができた。本発表では、ADS実現に向けた超伝導スポーク空洞の開発について報告する。
Yee-Rendon, B.; 近藤 恭弘; 田村 潤; 明午 伸一郎; 前川 藤夫; Pla
ais, A.*; Bouly, F.*
Proceedings of 22nd International Conference on RF Superconductivity (SRF2025) (Internet), p.316 - 320, 2026/04
加速器駆動システム(ADS)などの大強度加速器には、高い可用性と信頼性が求められる。高い可用性の達成には、高周波空洞の1つが故障した場合でも、空洞補償により運転を継続できる能力が重要な鍵となる。JAEA-ADS線形加速器のビームダイナミクス研究では、複数の高周波空洞が故障した場合でも、許容なビーム品質を維持した状態で運転が継続できることが示されている。海外の他の超伝導線形加速器でも同様の方法を採用し、独自の手順を開発している。LightWinツールは、線形加速器における空洞故障ごとの補償設定を自動的かつ体系的に特定する効果的なツールとなり、SPIRAL2の運転を容易にするためにテストと改良が進められている。本ソフトウェアは、MINERVAの線形加速器だけでなく、JAEA-ADS線形加速器の高エネルギー加速部でも効果的となることが示された。本研究では、LightWinを用いてJAEA-ADS超伝導線形加速器における空洞補償を解析し、過去の研究結果との比較により、その有効性を議論する。
Yee-Rendon, B.; 近藤 恭弘; 田村 潤; 明午 伸一郎; 前川 藤夫; Miyamoto, Ryoichi*; Milas, N.*; Eshraqi, M.*
Proceedings of 22nd International Conference on RF Superconductivity (SRF2025) (Internet), p.58 - 62, 2026/04
現在、試運転段階にある欧州核破砕中性子源(ESS)の超伝導陽子線形加速器は、最終的にビーム出力は2MWとなる。ESS科学プログラムの成功のためには、高い信頼性と可用性が必要となる。ESSでは空洞や四重極などの主要な線形加速器コンポーネントに障害が発生した場合でも、出力約50%以上の運転継続を目指している。この目的の達成ため、超伝導線形加速器の空洞の故障に対処可能な戦略的なビーム光学を開発した。RF空洞における振幅の制約のため、標準的な空洞補償技術を改良したビーム光学を実装した。その結果、ビーム品質の仕様を満たすビーム回復が可能になり、ESS線形加速器の可用性の向上が示された。
Yee-Rendon, B.; 近藤 恭弘; 田村 潤; 明午 伸一郎; 前川 藤夫
Proceedings of 22nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.130 - 134, 2026/03
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。
山口 雄司; 近藤 恭弘; 明午 伸一郎; 高柳 智弘; 藤森 寛*; 篠崎 信一
Proceedings of 22nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.655 - 660, 2026/03
J-PARC 3GeV陽子ビーム輸送施設(3NBT)では、パルス偏向電磁石やセプタム電磁石等を用いて3GeVシンクロトロンからの陽子ビームを下流の施設へ供給する。3NBTの電磁石には供給先の施設の運転条件に適した性能が求められるため、要求される運転条件に応じて電磁石性能の高度化が必要となる。高度化における設計条件を明確にするために、既存の偏向電磁石等の仕様と運転条件からの要求仕様を比較し、高度化により得られる性能を見積もった結果、パルス偏向電磁石の動作の高速化とセプタム電磁石の磁極の拡張により要求される性能を達成でき、安定なビーム供給が可能であることがわかった。
山口 雄司; 近藤 恭弘; 明午 伸一郎; 篠崎 信一; 高柳 智弘; 藤森 寛*; 河村 成肇*
Journal of Physics; Conference Series, 3094(1), p.012023_1 - 012023_5, 2025/09
J-PARCでは、3GeV陽子ビーム輸送施設によって3GeVシンクロトロンから物質・生命科学実験施設(MLF)へ大強度陽子ビームを輸送している。陽子ビーム輸送施設のビームライン最下流部には、ミュオンビーム輸送用の偏向電磁石とソレノイドがあるため、これらの磁場による3GeV陽子ビームへの影響を補正する必要がある。シミュレーションにより偏向電磁石による軌道のずれとソレノイドによるプロファイルの回転に伴う垂直方向ビームサイズの増大を模擬し、それぞれの影響を補正する方法を検討した結果、追加の偏向電磁石とソレノイドを用いることで補正でき、安定なビーム輸送が可能であることがわかった。
明午 伸一郎; 岩元 大樹; 杉原 健太*; 平野 幸則*; 堤 和昌*; 斎藤 滋; 前川 藤夫
JAEA-Technology 2024-026, 123 Pages, 2025/03
JAEA-Technology-2024-026.pdf:14.22MB
J-PARC核変換実験施設ADSターゲット試験施設(TEF-T)の設計をベースとし、J-PARC陽子ビーム照射施設の概念検討を行った。これは、文部科学省の分離変換技術評価タスクフォースの提言「ADSの工学的課題解決に加え、多様なニーズへの対応の可能性を含め、既存のJ-PARCの陽子加速器を利用可能な利点を最大限活用する施設仕様を検討することが望ましい。」を受けたものである。TEF-T設計で不要となった設備を削減する一方、多様なニーズに対応可能な設備の具体化を行った。多様なニーズとして、諸外国の大強度加速器施設の利用法の調査を行った。その結果、1)材料照射試験、2)核破砕中性子を用いた半導体機器のソフトエラー試験、3)医療用RI製造および4)陽子ビーム利用を主な利用目的と特定し、これらの利用に必要な施設の検討を行った。施設概念の検討にあたっては、2022年に施設のユーザーコミュニティを立ち上げ、ユーザーの意見を広く取り入れて施設設計に反映した。本報告書は、陽子ビーム照射施設の概念検討結果、多様なニーズとその対応、施設建設に向けたロードマップおよび今後の課題についてまとめたものである。
experiment using a 
Cf calibration sourceLee, D. H.*; 百々 拓; 羽賀 勝洋; 原田 正英; 長谷川 勝一; 春日井 好己; 木下 秀孝; 増田 志歩; 明午 伸一郎; 酒井 健二; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1072, p.170216_1 - 170216_6, 2025/03
被引用回数：2 パーセンタイル：77.30(Instruments & Instrumentation)JSNS investigates short-baseline neutrino oscillations using a 24-meter baseline and a 17-tonne Gd-loaded liquid scintillator target. Accurate event-reconstruction algorithms are crucial for analyzing experimental data. The algorithms undergo meticulous validation through calibration with a Cf source. This paper outlines the methodology and evaluates the reconstruction performance, focusing on neutrino interactions up to approximately 50 MeV for sterile neutrino searches. Both Cf and Michel electron events are studied to evaluate reconstruction accuracy. The analysis concludes that the uncertainty of the fiducial volume, with an appropriate correction, is much less than the requirement of JSNS requirement (10%). Furthermore, the energy resolution is measured to be 3.3 
0.1% for the Michel electron endpoint and 4.3 0.1% for the n-Gd peak in the central region.
Marzec, E.*; 百々 拓; 羽賀 勝洋; 原田 正英; 長谷川 勝一; 春日井 好己; 木下 秀孝; 増田 志歩; 明午 伸一郎; 酒井 健二; et al.
Physical Review Letters, 134(8), p.081801_1 - 081801_9, 2025/02
被引用回数：6 パーセンタイル：90.81(Physics, Multidisciplinary)We present the first measurement of the missing energy due to nuclear effects in monoenergetic, muon neutrino charged-current interactions on carbon, originating from 
decay at rest (
), performed with the J-PARC Sterile Neutrino Search at the J-PARC Spallation Neutron Source liquid scintillator based experiment. Toward characterizing the neutrino interaction, ostensibly 
or 
C 
N, we define the missing energy as the energy transferred to the nucleus (
) minus the kinetic energy of the outgoing proton(s), 
, and relate this to visible energy in the detector, ![$$E_m = E_{nu_{mu}} (235.5 MeV) - m_{mu}(105.7 MeV) + [m_n - m_p(1.3 MeV)] - E_{vis}$$](/search/images/ERCV41JAHUQEKX11LRXHKX11LRWXK5L3EAUDEMZVFY0SATLFKYUSALJANVPXWXDNOV4SQMJQGUXDOICNMVLCSIBLEBNW0X1OEAWSA1K5OAUDCLRTEBGWKVRJLUQC0ICFL33XM0LTPUSA.gif)
. The missing energy, which is naively expected to be zero in the absence of nuclear effects (e.g., nucleon separation energy, Fermi momenta, and final-state interactions), is uniquely sensitive to many aspects of the interaction, and has previously been inaccessible with neutrinos. The shape-only, differential cross section measurement reported, based on a 
pure double-coincidence kaon decay-at-rest signal (621 total events), provides detailed insight into neutrino-nucleus interactions, allowing even the nuclear orbital shell of the struck nucleon to be inferred. The measurement provides an important benchmark for models and event generators at hundreds of MeV neutrino energies, characterized by the difficult-to-model transition region between neutrino-nucleus and neutrino-nucleon scattering, and relevant for applications in nuclear physics, neutrino oscillation measurements, and Type-II supernova studies.
百々 拓; 羽賀 勝洋; 原田 正英; 長谷川 勝一; 春日井 好己; 木下 秀孝; 増田 志歩; 明午 伸一郎; 酒井 健二; 鈴谷 賢太郎; et al.
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2025(2), p.023H02_1 - 023H02_8, 2025/02
被引用回数：1 パーセンタイル：44.91(Physics, Multidisciplinary)JSNS (J-PARC Sterile Neutrino Search a t J-PARC Spallation Neutron Source) is an experiment that is searching for sterile neutrinos via the observation of 
appearance oscillations using neutrinos from muon decay-at-rest. For this search, rejecting cosmic-ray-induced neutron events by Pulse Shape Discrimination (PSD) is essential because the JSNS detector is located above ground, on the third floor of the building. We have achieved 94.95
rejection of neutron events while keeping 92.82
of signal, electron-like events using a data-driven likelihood method. This article will report the PSD technique using the full fiducial volume of the JSNS detector.
明午 伸一郎
加速器, 21(4), p.333 - 344, 2025/01
加速器駆動核変換システム(ADS)のビーム照射環境下における材料損傷の研究のため、日本原子力研究開発機構(JAEA)は、J-PARCリニアック400MeV陽子ビームとLBE核破砕ターゲットを用いた核変換実験施設ターゲット施設(TEF-T)の建設を計画していた。文部科学省の分離変換技術評価タスクフォースでは、リニアックを利用するメリットを最大限に生かし、ユーザーの多様なニーズに応える施設として検討するよう提言していた。TEF-Tの後継となる陽子線照射施設は、1)材料照射試験、2)核破砕中性子を用いた半導体ソフトエラー試験、3)医療用RI製造、4)宇宙用陽子線利用を目的として建設が計画されている。より魅力的な施設としてユーザーの意見を取り入れるため、2022年にユーザーコミュニティが設立された。本論文では、施設の現在の設計状況について述べる。
岩元 洋介; 松田 洋樹*; 明午 伸一郎; 米原 克也*; Pellemoine, F.*; Liu, Z.*; Lynch, K.*; 吉田 誠*; 藪内 敦*; 義家 敏正*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 557, p.165543_1 - 165543_8, 2024/12
被引用回数：1 パーセンタイル：24.85(Instruments & Instrumentation)陽子加速器施設における材料の照射損傷の指標として、原子1個当たりの変位数(dpa)が広く用いられている。金属材料のdpaを検証するために、3GeV以下の陽子に対する実験が行われてきた。しかし、3GeV以上の高エネルギー陽子に対する弾き出し断面積の測定は行われておらず、計算による検証も行われていない。そこで、高エネルギー領域における金属の弾き出し断面積を検証するため、温度8Kにおけるアルミニウム、銅、タングステンのワイヤーの電気抵抗率変化を、エネルギー120GeVの陽子を用いて測定した。その結果、粒子・重イオン輸送計算コードPHITSの従来の照射損傷モデルは実験データを過大評価することがわかった。一方、熱再結合補正モデルを用いた新たな計算結果は、測定された弾き出し断面積と一致した。この結果は、1GeV以上の陽子エネルギー領域では、弾き出し断面積はほぼ一定であり、1GeV陽子照射下での材料の損傷エネルギーは120GeV陽子照射下とほぼ同じであることに起因すると推定される。
from 3-GeV protons and 
Hg with the 
Bi(n,xn) reactions杉原 健太*; 明午 伸一郎; 岩元 大樹; 前川 藤夫
JAEA-Conf 2024-002, p.162 - 167, 2024/11
中性子エネルギースペクトルは加速器駆動システム(1.5GeV p+鉛ビスマス共晶合金)における遮蔽設計にとって重要である。同様のスペクトルはJ-PARC(3GeV陽子+Hg)でも得られる。アンフォールディングの妥当性を確認するため、Bi(n,xn)反応と応答関数(JENDL/HE-2007とTALYS)を用いたアンフォールディングを行った。ポスターでは、スペクトルの導出と飛行時間法を用いたスペクトルとの比較を発表する。
明午 伸一郎; 山口 雄司; 岩元 大樹
Proceedings of 21st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.32 - 37, 2024/10
宇宙機器の開発において必要な400MeV以上の陽子が供給が可能な加速器施設は世界的に少なく、国内ではJ-PARCが唯一となる。しかし、J-PARCでは二次粒子を安定に継続する必要があるため、試験装置を加速器の真空槽に設置することは困難となる。J-PARCで進めている「陽子ビーム照射施設」により試験を進める計画としている。本施設ではLINACの400MeV H
ビームから、レーザーにより微弱な陽子ビームを取り出し、デグレーダにより利用者が要求するエネルギーの陽子を供給する予定となる。本報ではこの施設の詳細について報告する。また、宇宙開発での陽子利用は極めて高く、宇宙航空研究開発機構(JAXA)および情報通信研究機構(NICT)では、衛星搭載の宇宙線センサーにおける試験の強い要求があった。しかし、加速器を安定に運転させる必要があるため、真空槽に試験装置を組み込むのは困難となり、さらに試験で必要な微弱なビームを得るのは困難となる。我々はビーム窓の散乱による陽子を利用する方法を開発し、JAXAおよびNICTとセンサーの試験を開始した。陽子ビーム散乱のデータは加速器において重要なデータとなるもののデータはほとんど存在しないため、この測定を開始した。
