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大井 元貴; 甲斐 哲也; 小野 武博; 池崎 清美; 原口 哲也; 藤森 寛*; 坂元 眞一; 明午 伸一郎
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J-PARC RCSシンクロトロンから3GeV陽子ビームを取り出し、ビームダンプに入射することを成功した。陽子ビームモニターの概要,輸送ラインのビームオプティクス及びビームロスの現状について報告する。また、本年5月に予定されている陽子ビームの中性子源に受入れ計画について報告する。
明午 伸一郎; 大井 元貴; 甲斐 哲也; 原田 正英; 池崎 清美; 原口 哲也; 藤森 寛*; 坂元 眞一; 小野 武博
no journal, ,
J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)では、シンクロトロン(3GeV)から出射した1MWの大強度の陽子ビームを水銀ターゲットやその上流に設置した薄い炭素ターゲット(厚さ2cm)に入射し核破砕中性子やミュオンを利用したさまざまな実験を行う。本年5月に陽子ビームを水銀ターゲットに入射して、中性子源からの中性子ビームの生成に成功した。本報では、陽子ビームに関するコミッショニングについて報告する。
明午 伸一郎; 大井 元貴; 甲斐 哲也; 小野 武博; 池崎 清美; 原口 哲也; 圷 敦; 坂元 眞一; 藤森 寛*
no journal, ,
J-PARCの核破砕中性子源(JSNS)のビームコミッショニングが開始された。2008年5月30日10時15分に、わずかの1ショットのビームで中性子ターゲットまでビームを輸送することに成功した。その後に19ショットで陽子ビームの軌道調整を行った後に、わずか1ショットのビームで中性子ビームの生成を確認できた(14時25分)。中性子ターゲットにおける陽子ビームのプロファイルを得るために、アルミフォイルを水銀ターゲット上に設置し、放射化法により測定を行った。アルミフォイルは人が直接取り外すために、2000ショットに制限を行った。放射化法を行うためには、ビームの安定性が重要な鍵となるが、加速器からのビームは非常によく安定しており、ビームのふらつきの問題がないことが確認された。測定で得られたビームの広がりは、上流側のプロファイルモニターの結果から予想される値とよい一致を示した。これにより、陽子ビーム輸送系は、ほぼ設計通りとなっていることが確認された。現在までは4kWの運転を行っているが、将来のコミッショニング計画に関しても簡単に報告する予定である。
明午 伸一郎; 大井 元貴; 甲斐 哲也; 小野 武博; 原田 正英; 池崎 清美; 原口 哲也; 圷 敦; 藤森 寛*; 坂元 眞一
no journal, ,
J-PARCの3GeVシンクロトロン(RCS)から3GeV陽子ビームを取り出し、J-PARC中性子源及びミュオン源に入射することに成功した。ビームコミッショニングの現状について報告する。J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)ではシンクロトロン(3GeV)から出射した1MWの大強度の陽子ビームを水銀ターゲットやその上流に設置した薄い炭素ターゲット(厚さ2cm)に入射し核破砕中性子やミュオンを利用したさまざまな実験を行う。2008年5月に陽子ビームを水銀ターゲットに入射し中性子ビームの生成に成功し、9月にミュオンビームの生成に成功した。本報では、陽子ビームに関するコミッショニングについて報告する。
明午 伸一郎; 大井 元貴; 甲斐 哲也; 池崎 清美; 原口 哲也; 圷 敦; 藤森 寛*; 坂元 眞一; 伊藤 学; 二川 正敏
no journal, ,
J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)ではシンクロトロン(3GeV)から出射した1MWの大強度の陽子ビームを水銀ターゲットやその上流に設置した薄い炭素ターゲット(厚さ20mm)に入射し中性子やミュオンを利用したさまざまな実験を行う。去年5月に陽子ビームを水銀ターゲットに入射し中性子ビームの生成に成功し、9月にミュオンビームの生成に成功した。ビーム運転を安定して行うためには長期的なビーム特性を取得することが重要である。そこで陽子ビーム窓におけるビーム中心軌道の時間的な振る舞いを測定した。運転を開始してから10日付近でビーム中心が徐々にドリフトし-10mmになったことを観測した。この原因は、RCSのキッカー電磁石電源の励磁タイミングのドリフトによることがわかった。運転を開始して16日目より励磁タイミングを自動的に補正する制御を行い、ビーム軌道は非常に安定になることが確認できた。また運転終了後のビームラインの線量を測定した結果、線量は低くバックグランド程度となることがわかった。以上より100kWの運転も問題なく行える見通しを得ることができた。
明午 伸一郎; 大井 元貴; 甲斐 哲也; 池崎 清美; 原口 哲也; 圷 敦; 藤森 寛*; 坂元 眞一; 伊藤 学; 二川 正敏
no journal, ,
J-PARCの中性子源及びミュオン源では約100kWのビームコミッショニングを開始した。その結果、世界的に見ても非常に安定した120kWの連続運転を達成できた。また2009年12月には320kWの1時間の連続運転に成功した。運転終了後の陽子ビームラインの線量は低く、数か所で数
Sv/hとなるものの、ほぼバックグランドレベルであった。よって陽子ビームをターゲットに入射するシステムとしては、320kWの連続運転も問題なく行える見通しを得た。
明午 伸一郎; 大井 元貴; 甲斐 哲也; 池崎 清美; 原口 哲也; 圷 敦; 藤森 寛*; 坂元 眞一; 伊藤 学; 二川 正敏
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J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)では平成22年の11月から約200kWの連続運転を開始した。パルス陽子ビームに起因する水銀ターゲット容器の損傷は陽子ビームのピーク密度の4乗に比例するためにターゲット上でのビームのピーク密度を減少させることが重要な鍵となりビームプロファイルの測定が不可欠である。そこでビーム運転終了後にイメージングプレート(IP)をターゲットに密着させ放射化法によるプロファイルの測定法の開発を行った。ピーク密度は、単純に四極電磁石の励磁を変化させターゲットでビームを広げることにより下げることが可能であるが、ターゲット周辺の構造体の発熱が大きくなるために周辺部の発熱を確認しながらプロファイルの調整をすることが重要となる。そこで、実際の運転において周辺部発熱密度を熱電対で測定する方法を開発し、これを用いてビーム運転を行った。この結果、200kW運転時のターゲットにおけるピーク発熱密度は1.7J/cc/pulse程度と十分に抑えることができ、またターゲット周辺部の発熱密度は0.3W/ccであり許容値(1W/cc)を十分に下回っていることが確認できた。以上より平成23年の夏季シャットダウンまで問題なく運転できる目処を得た。
明午 伸一郎; 大井 元貴; 甲斐 哲也; 池崎 清美; 圷 敦; 原口 哲也; 藤森 寛*; 坂元 眞一; 伊藤 学; 二川 正敏
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J-PARCの物質・生命科学実験施設では平成22年の11月から0.2MWの連続運転を開始した。パルス陽子ビームに起因する水銀ターゲット容器の損傷は陽子ビームのピーク密度の4乗に比例するために、損傷低減にはターゲット上でのビームのピーク密度を減少させることが重要な鍵となり、プロファイル測定が不可欠である。そこで0.2MWの運転終了後にターゲット容器にイメージングプレートを密着させ、放射化法によるプロファイルの測定を行った。ピーク密度の減少は四極電磁石の励磁を変化させビームを広げることにより可能であるが、ターゲット周辺の構造体の発熱が高くなるために、実際に周辺部の発熱を測定しながらビーム調整を行うことが重要である。そこで実際の運転において周辺部の発熱密度を熱電対でオンタイムに測定する方法を開発し測定した。0.2MW運転時でのターゲット内のピーク発熱密度は1.7J/cc/pulse以下と十分低くすることができた。ターゲット周辺部の発熱密度は0.3W/ccであり許容値の1W/ccを十分に下回っていることが確認できた。