J-PARC RCS荷電変換フォイルの温度計測にむけた開発

吉本 政弘; 山田 逸平; 仲野谷 孝充; Saha, P. K.; 畠山 衆一郎; 佐伯 理生二*; 倉持 勝也*; 大津 聡*

Proceedings of 22nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.274 - 279, 2026/03

https://www.pasj.jp/web_publish/pasj2025/proceedings/PDF/WEP0/WEP033.pdf

J-PARC 3GeVシンクロトロン加速器(RCS)では、大強度陽子ビームを実現させるために、入射された負水素イオンを純炭素製荷電変換フォイルを用いて電子をはぎ取り陽子に変換する荷電変換ビーム多重入射方式を採用している。これまでRCSの設計出力である1MWでの連続運転において、荷電変換フォイルが利用運転を継続するために十分な寿命を有していることを実証してきた。一方で、J-PARCではさらなる大強度化に向けた検討を進めており、RCSでは最大2MWの出力の実現を目指している。一般的に、ビーム強度を増強する際に、荷電変換フォイルにおいて課題となるのは温度上昇とそれに伴う短寿命化である。特に、最高温度が昇華温度に到達する場合、膜厚減少が急激に進行すると考えられる。そこで、J-PARCにおけるビーム強度を増強した時のフォイル昇温シミュレーションの結果及び汎用性のあるフォイル温度の実測に向けた検討状況について報告する。