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大森 崇純; 冬島 拓実; 佐谷戸 夏紀; 斎藤 長月; 高部 湧吾; 遠藤 泰一; 井上 修一; Wojtania, G.*; Migdal, M.*; 武内 伴照; et al.
JAEA-Technology 2026-006, 47 Pages, 2026/06
JAEA-Technology-2026-006.pdf:3.01MB
材料研究、RI製造などの中性子照射研究の中核を担っていた材料試験炉(Japan Materials Testing Reactor: JMTR)の廃止が決定された。それに伴い、国内で照射試験及び照射試験炉の運転技術や照射技術の継承を行うことが困難な状況となっている。こうした課題に対処するため、海外の照射炉を用いてJMTRの照射機能の一部を代替するJMTR代替照射を開始することとなった。その足掛かりとして「ポーランド国立原子力研究センターと日本原子力研究開発機構との間の試験研究炉の研究開発のための共同研究取決め」に基づき、ポーランド国立原子力研究センター(NCBJ)が所有するMARIA炉(出力30MW)を中性子照射場として選定し、JMTRの有する照射技術の一つである温度制御システムを有する併用型温度制御装置をMARIA炉に導入し、照射試験を実施した。本照射試験の結果、150日間を超える照射期間を経ても今回導入した併用型温度制御装置及びJMTR型照射試験システムは問題なく稼働し、キャプセル内の熱電対温度や照射時におけるLVDT及びSPGDからの出力をオンラインで計測しながら試験を行うことができることを確認した。さらに、JMTRの照射試験技術である照射キャプセルの一定温度制御において、材料照射試験におけるニーズの高い300
Cで実施し、温度変化の大きくなる原子炉出力上昇時には
6.3Cの範囲、出力降下時には26.0Cの範囲で制御することができた。これらの結果から、JMTRの照射試験技術である照射温度制御を伴った照射試験がMARIA炉においても実施可能であり、代替照射場として提供しうることが確認できた。
田村 文彦; 沖田 英史; 發知 英明*; Saha, P. K.; 佐藤 洋一*; 吉井 正人*; 大森 千広*; 山本 昌亘; 清矢 紀世美*; 杉山 泰之*; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 45, p.011129_1 - 011129_7, 2026/06
J-PARC主リング(MR)の現在の目標は、出力ビームパワー1.3MW、ビーム強度3.3e14ppp、繰り返し周期1.16秒である。3GeVシンクロトロン(RCS)は、1回の入射で2つのバンチをMRに供給し、4回の入射で8つのバンチがMRに蓄積される。RCSのハーモニック数は2であり、RCSの最大ビーム強度は2バンチで8.3e13ppp、すなわち4.2e13ppbである。RCSのハーモニック数を1に設定し、RCSが8.3e13pppの同じ強度で1つのバンチを加速できれば、MRのバンチ強度は2倍の8.3e13ppbになり、これは8つのバンチを持つ6.6e14pppの累積ビーム強度に相当する。シングルバンチ入射で8バンチ蓄積するためには160msの入射期間が必要であり、ビームパワーは2倍より若干小さくなる。本発表では、縦方向のビームシミュレーションに基づき、RCSにおける単一バンチ加速の実現可能性について議論する。
足立 恭介; 田村 文彦; 野村 昌弘; 島田 太平; 宮越 亮輔*; 沖田 英史; 吉井 正人*; 大森 千広*; 清矢 紀世美*; 原 圭吾*; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 45, p.011121_1 - 011121_8, 2026/06
欧州原子核研究機構(CERN)により開発が進められているシミュレーションコードBLonDは、ビーム進行方向(縦方向)の運動を正確に計算する能力と優れた拡張性を有している。J-PARCにおいても、3GeVシンクロトロン(RCS)や主リングシンクロトロン(MR)の安定したビーム運転やビームのさらなる大強度化に向けた計算に活用されている。大強度ビームにおいて、空間電荷効果といったビーム粒子間の相互作用を考慮したビーム挙動の評価が重要となるが、BLonDでは特に空間電荷効果を含めたシミュレーションに計算時間が長くかかることが課題となっていた。最新のBLonDではGPUバックエンドによるシミュレーションの高速化が可能となった。本発表では、J-PARCのシンクロトロンの縦方向シミュレーションを主な題材として、BLonD GPUバックエンドの評価を行った結果について報告する。
萩原 大樹; 小菅 淳; 斉藤 淳一; 浪江 将成; 木曽原 直之; 峰原 英介*; 坪井 昭彦; 石森 有
Next Research (Internet), 8, p.101581_1 - 101581_9, 2026/06
To understand how Type-A Cs-bearing microparticles were generated at the Fukushima Daiichi nuclear power plant, identifying the materials from which these particles originated is important. In this study, we focus on a methodological approach for generating Cs-bearing microparticles by laser irradiation of glass-fibers-based filter materials, with the aim of producing surrogate particles under controlled laboratory conditions. To evaluate this approach, a series of experiments was conducted, including vapor-phase exposure and aqueous loading of Cs, Fe, and Zn onto filter substrates, followed by laser irradiation to induce rapid, localized high-temperature effects. Morphology and size distributions of the Cs-containing surrogate particles were found to be comparable to those reported for Type-A particles, within the scope of the applied analytical methods. Overall, a reproducible laboratory framework was established for producing Cs-bearing surrogate microparticles suitable for systematic characterization, while not aiming to fully reproduce specific accident conditions.
森 優和; 遠藤 誠之; 瀬谷 真南人; 保住 真成; 須藤 智之
JAEA-Technology 2026-002, 33 Pages, 2026/05
JAEA-Technology-2026-002.pdf:2.01MB
原子力科学研究所放射性廃棄物処理場は、原子炉施設、核燃料物質使用施設等の許可を有する施設であり、複数の施設で構成されている。そのうち第1廃棄物処理棟には、可燃性固体廃棄物を焼却処理するための焼却処理設備を設置している。平成25年12月18日に試験研究用原子炉施設に対する新規制基準が施行された。放射性廃棄物処理場は、原子力科学研究所の試験研究用原子炉施設の共通の廃棄施設であるため、新規制基準へのバックフィットが要求され、原子力規制委員会の適合性確認を受ける必要が生じた。このため、放射性廃棄物処理場の各施設・設備について最新の知見に基づく耐震評価を行ったところ、一部の施設で耐震補強が必要であることを確認した。従って、耐震補強工事を2018年4月から2019年3月にかけて実施した。本報では、放射性廃棄物処理場の新規制基準対応のうち、第1廃棄物処理棟及び焼却処理設備の耐震補強工事について報告する。
As studied by X-ray magnetic circular dichroismWan, Y.*; 芝田 悟朗; 竹田 幸治*; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 山上 浩志; 藤森 淳*; 他10名*
Physical Review Materials (Internet), 10(5), p.054402_1 - 054402_8, 2026/05
被引用回数：1 パーセンタイル：59.24(Materials Science, Multidisciplinary)In order to unveil the nature of the ferromagnetism in (Ba,K)(Zn,Mn)As, its magnetization process has been studied by X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) at the Mn 
edge in a wide range of temperature and magnetic field. The average magnetization of the Mn atoms as a function of magnetic field (
-
curves) at various temperatures could be successfully explained by a mixture of paramagnetic (PM), superparamagnetic (SPM), and ferromagnetic (FM) components as previously reported for GaMnAs, revealing the complex nature of the ferromagnetism in (Ba,K)(Zn,Mn)As. The average magnetization of the SPM clusters of different sizes and the FM regions were found to be small compared to those in GaMnAs, which we attribute to the antiferromagnetic interaction between nearest-neighbor Mn atoms in (Ba,K)(Zn,Mn)As on the basis of recent theoretical predictions.
Alam, M. M.*; 山北 絵理*; Tamanna, S.*; Thae, E. P.*; 小嵐 淳; 安藤 麻里子; 阿部 有希子; 中山 理智; 森 裕樹*; 平舘 俊太郎*
Soil Science and Plant Nutrition, 72(3), p.289 - 300, 2026/05
被引用回数：1 パーセンタイル：0.00(Plant Sciences)Andic Andosols, prevalent in Japan, have been classified as Allophanic or Non-allophanic, based on indicators: oxalate-extractable silicon (Sio), the ratio of pyrophosphate- to acid-oxalate-extractable aluminum (Alp/Alo), and exchangeable acidity (y1), in the Fifth Committee for Soil Classification and Nomenclature 2017 (FCSCN 2017). This study investigated chemical and mineralogical properties in six forested Andosol profiles to assess the consistency of these indicators and their link to soil formation. While FCSCN 2017 classified two profiles as Allophanic and four as Non-allophanic, inconsistencies were found among the indicators. Sio content is proposed as a more reliable indicator of allophanic material richness than the Alp/Alo ratio, which is influenced by organic matter content. Sio and y1 are suggested as informative parameters for diagnosing allophanic content and soil acidity, respectively. The findings contribute to refining Andosol classification and enhancing our understanding of Andosol formation under forests.
高野 将大*; 鍵 裕之*; 森 悠一郎*; 小林 大輝*; 青木 勝敏*; 高橋 嘉夫*; 伊地知 雄太*; 柿澤 翔*; 辻野 典秀*; 肥後 祐司*; et al.
ACS Earth and Space Chemistry (Internet), 10(4), p.1047 - 1061, 2026/04
被引用回数：2 パーセンタイル：81.81(Chemistry, Multidisciplinary)鉄一硫化物(FeS)は惑星物質中の主要な硫化物相であり、惑星内部における水素の潜在的な貯蔵相と考えられてきた。しかし、高圧高温条件下でのFeSへの水素溶解度については議論が続いている。本研究では、NiAs型構造のFeS相(FeS V)における水素の取り込み量を、放射光X線吸収分光、X線・中性子その場回折実験、および第一原理計算により再検討した。その結果、水素飽和条件で観測される体積膨張は、Fe
からFe
への還元およびFe欠損Fe
Sの
値の減少によって説明でき、水素が格子に取り込まれている証拠は見られなかった。中性子回折解析でも、水素を含まない構造モデルが最も良い適合を示し、さらに第一原理計算でもFeS水素化物構造はエネルギー的に不安定であることが示された。これらの結果から、FeS格子中に取り込まれる水素量の上限は30GPaまでで約200ppm程度と推定される。したがって、コア形成初期には水素はFeSではなく金属鉄へ優先的に分配されると考えられる。
佐藤 雄飛*; 谷 享*; 池之上 翼; 川村 英之; 大森 裕子*
Environmental Science and Pollution Research, 33(13), p.5818 - 5826, 2026/04
東京電力ホールディングスは、2023年8月から、福島第一原子力発電所(FDNPS)から多核種除去設備(ALPS)を用いて放射性物質が効果的に除去された処理水の海洋放出を開始した。ALPS処理水に含まれる放射能のほぼ全てを占めるトリチウムの環境動態は、科学的にも社会的にも極めて重要な懸念事項である。福島近海で採取された水産物の安全を確保し、根拠のない風評被害を防止するため、ALPS処理水の放出条件下における海洋生物へのトリチウムの蓄積可能性について検討した。まず、海洋放出が海水中のトリチウムのレベルに及ぼす影響について議論するために、福島近海におけるALPS処理水由来のトリチウムの海水中の分布に関する実測結果と数値モデルによる推定結果から得られた知見をまとめた。その結果、影響は極めて限定的であり、福島第一原子力発電所から200km以内の海域を除き、自然レベルと区別がつかない程度であることが示唆された。次に、これまでの実験および数値解析による研究から得られた知見を用いて、植物プランクトン、海藻、魚類などの海洋生物への有機結合型トリチウム(OBT)の蓄積可能性について評価した。その結果、これら生物におけるOBT蓄積量は、FAO/WHOが定める食物連鎖ガイドライン値と比較してはるかに小さいことが明らかとなった。最後に、福島沖で水揚げされる水産物の摂取に伴う内部被ばくリスクについて検討し、特に食物連鎖ガイドライン値と比較して極めて低いレベルであることを定量的に説明した。ただし、ALPS処理水の海洋放出に関しては、継続的な環境モニタリングが不可欠であると考える。
-containing porous hydrogel via freeze-crosslinking for efficiency and salt-robust dye Decolorization杉田 剛; 上田 祐生; 中部 倫太郎; 森 勝伸*; 南川 卓也; 関根 由莉奈
Journal of Photochemistry and Photobiology A; Chemistry, 473, p.116773_1 - 116773_9, 2026/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Physical)高効率かつ広範な耐塩性を備えた光触媒材料の開発は、持続可能な廃水処理における主要な課題である。本研究では、凍結架橋法によりWOを封入したハイドロゲル(WFG)を開発した。この材料は共存塩の存在下でも高い活性を維持した。共焦点レーザー走査顕微鏡により、200
m未満の相互接続されたチャネルが確認され、良好な透水性を保証した。また、コントラストマッチング小角中性子散乱により、封入されたWOの二次粒子サイズ(約300nm)が水懸濁液中の粒子サイズと一致することが示された。可視光照射下において、WFGはインジゴカルミン(INC)を懸濁状態のWOよりも1.5倍、WO被覆ガラス板よりも3.7倍速く脱色した。共存塩類(NaNO、NaCl、Na
SO
、NaHPO)は脱色効率に影響を与え、NaNOとNaSOは反応を促進する一方、Cl
とHPOは反応を抑制した。これはイオン強度と陰イオン種が接触効率と電荷移動に影響を与えることを示唆している。
西岡 海人*; 出倉 駿*; 藤野 智子*; 水野 元博*; 熊井 玲児*; Thomsen, B.; 志賀 基之; 堀 優太*; 重田 育照*; 森 初果*
Angewandte Chemie; International Edition, 65(11), p.e20785_1 - e20785_8, 2026/03
被引用回数：2 パーセンタイル：75.11(Chemistry, Multidisciplinary)分子性有機固体中のプロトンダイナミクスは、エネルギー関連技術にとって極めて重要である。水素燃料電池の固体電解質として利用可能な伝導体を開発し、プロトン輸送機構の解明とより高い伝導のための設計指針を確立した。本研究では、分子運動ではなく、プロトン互変異性に着目し、プロトン伝導の新たな指針として提示する。
埋田 真樹; 中堂 博之; 今井 正樹; 松尾 衛; 佐藤 奈々; 森 道康; 前川 禎通*; 齊藤 英治
Applied Physics Letters, 128(12), p.122402_1 - 122402_6, 2026/03
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Applied)The unidirectional spontaneous rotation of particles caused by Brownian motion rectified by the Coriolis force is reported. Fine magnetic particles dispersed in a revolving liquid were observed using the Barnett effect, and we found that the particles rotated much faster than the liquid. The observed spontaneous extra rotation is attributed to the breaking of the time-reversal symmetry of the Coriolis force, which rectified the random Brownian motion affected by viscosity. Our model considering molecular fluctuations in the medium reproduced the experiments well. The present results also suggest that all objects floating in fluids on Earth rotate spontaneously because of fluctuations.
沖田 英史; 田村 文彦; 足立 恭介; 野村 昌弘; 島田 太平; 吉井 正人*; 大森 千広*; 清矢 紀世美*; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; et al.
Proceedings of 22nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.795 - 800, 2026/03
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は、設計強度1MWの大強度陽子加速器である。近年、RCSでは、消費電力のより少ない新しいビーム加速装置(RF空胴)の実装や、加速中のビーム損失のさらなる低減を目的としたビーム進行方向(縦方向)のビーム操作パラメータの調整を実施している。RCSにおける1MW加速時のビーム挙動を正しく理解することを目的に、新型RF空胴に発生する加速電圧や、最新の縦方向ビーム操作パラメータを精度良く反映した縦方向ビームシミュレーションを実施した。その結果、1MW運転中に新型RF空胴に発生する加速周波数よりも高い周波数の高調波電圧は、ビームの運動量広がりに対する加速電圧の裕度を示す指標であるモーメンタムフィリングファクタ(MF)に数%程度の変化を与えるものの、その影響は小さいことが確認された。また、RCSで加速中の縦方向の振動を抑制する位相フィードバックのパターンを調整することでMFを最大で10%程度低減でき、ビーム損失に対する裕度をより高められることを確認した。本発表では、近年のRCSにおける1MW運転時の新型RF空胴の運用状況と縦方向ビーム操作の現状、ならびに縦方向ビームシミュレーションによるビーム挙動評価の結果について報告する。
足立 恭介; 田村 文彦; 野村 昌弘; 島田 太平; 沖田 英史; 吉井 正人*; 大森 千広*; 清矢 紀世美*; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; et al.
Proceedings of 22nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.280 - 284, 2026/03
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は、後段施設であるメインリング(MR)や物質・生命科学実験施設(MLF)での中性子利用運転のために大強度陽子ビームを供給する。現在の運転条件において、RCSが供給するビームの進行方向(縦方向)分布は後段施設の要求する縦方向ビーム分布に対して短い。その改善のため、RCSでの加速終盤に加速周波数の2倍の周波数である高周波電圧(2倍高調波)を導入し、ビーム分布を縦方向に引き延ばす手法を検討した。実験の結果、縦方向ビーム分布が引き延ばされることを実証した。さらに、2倍高調波の導入方法を工夫することによるビーム縦方向分布の微細な調整の可能性も確認した。この手法により、MRやMLFが要求するビームの縦方向分布に適合する細かなビーム縦方向分布の調整が可能となる。本発表では、RCSにおける実証試験の結果を報告するとともに、最適な2倍高調波の導入方法の考察について報告する。
田村 文彦; 沖田 英史; 山本 昌亘; 吉井 正人*; 大森 千広*; 清矢 紀世美*; 杉山 泰之*; 野村 昌弘; 島田 太平; 長谷川 豪志*; et al.
Proceedings of 22nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.269 - 273, 2026/03
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)の金属磁性体(MA)加速空胴の交換計画が数年にわたり進行中である。従来の空胴は加速ギャップの上流側と下流側の電極に一対の四極空管から交互に高周波(RF)電流を供給するプッシュプル(PP)型であり、これを新たに開発されたシングルエンド(SE)型空胴に全て置き換える予定である。広帯域のMA空胴では、大強度ビーム加速時のビーム負荷補償のために大振幅のマルチハーモニックRF信号が必要となるが、PP空胴では上流側、下流側の四極管動作に大きなアンバランスが生じ、このアンバランスがビーム強度を制限する要因のひとつとなっていた。このアンバランスはSE空胴では原理的に生じないものである。現在までに6台の置き換えが完了している。SE空胴は偶数次の高次高調波をキャンセルする構成を持たないため、高調波成分が従来のPP空胴とは異なる。本発表では、J-PARC RCSでの大強度ビームを用いたシングルエンド空胴の運転経験について報告する。
Alam, M. M.*; 山北 絵理*; 井上 弦*; 小嵐 淳; 安藤 麻里子; 阿部 有希子; 中山 理智*; 森 裕樹*; 平舘 俊太郎*
Soil Science and Plant Nutrition, 72(1), p.55 - 66, 2026/01
被引用回数：4 パーセンタイル：75.69(Plant Sciences)Andosols are one of the major soil types in Japan. Andosols have been grouped into two distinct categories: Silandic and Aluandic, but their formation has not been well investigated. To clarify the formation process of the Andosols, two soil profiles were collected from natural forest sites at Aya (Sil-A) and Shiiba (Alu-A) in Miyazaki. The soil samples were analyzed for carbon stock, and chemical and mineralogical properties. Based on the analytical data, Sil-A was classified as a Silandic Andosol and an Allophanic Andosol, whereas Alu-A was classified as an Aluandic/Silandic Andosol and a Non-allophanic Andosol. The changes in the chemical and mineralogical properties with depth suggested that acidification had happened from upper layers, resulting in dissolution of the allophanic materials and formation of Al-humus complexes in both soils, and Alu-A would have been more deeply affected by this process than Sil-A. Therefore, we conclude that Silandic Andosols can be transformed into Aluandic Andosols with acidification.
古野 朗子; 大森 隆太*; 舘岡 永憲*; 皆川 友哉*; 栗原 寿幸; 山本 洋一; 冨田 豊
Pure and Applied Geophysics, 182(12), p.5175 - 5188, 2025/12
被引用回数：2 パーセンタイル：23.61(Geochemistry & Geophysics)包括的核実験禁止条約(CTBT)沖縄核種監視所(JPP37)は、沖縄本島中部の東シナ海に面した丘の上にあり、島内には原子力施設はないが、時折Cs-137が検出される。本研究では、JPP37におけるCs-137の検出に焦点を当て、近隣の観測点における同時検出の比率や、東アジア内陸部から飛来する黄砂との関係を調べた。解析対象であるJPP37における2020年から2023年までのCs-137検出は春に高頻度であった。東アジアのCTBT放射性核種観測点9カ所のうち、北京、蘭州、モンゴルのウランバートルの検出値も春に高かった。このことから、東アジアにおける黄砂の検出との高い関連性が示唆された。そこで、日本のいずれかの地点で黄砂が観測された場合に、近隣の包括的核実験禁止条約準備機関(CTBTO)の国際監視システム(IMS)9地点でCs-137の検出を確認した。また、高崎、北京、蘭州、ウランバートルで高い検出率を示した。このことから、日本周辺の東アジア地域のIMS粒子状放射性核種観測点で主に春に観測されたCs-137は、黄砂により運搬されるグローバルフォールアウトの影響を拾っている可能性が高いと推察される。さらに、日本近海に飛来する黄砂について予備的な放出源推定解析を行った。大気拡散シミュレーションでは、Cs-137が黄砂の放出源である砂漠から放出されたと仮定して、近傍のIMS粒子状核種観測点でCs-137が検出されたことを説明した。
旭 都; 保住 真成; 鈴木 一朗; 瀬谷 真南人; 森 優和; 坂本 裕; 木下 淳一; 須藤 智之
JAEA-Testing 2025-005, 15 Pages, 2025/11
JAEA-Testing-2025-005.pdf:1.37MB
原子力科学研究所の原子力施設から発生する放射性廃棄物は、放射性廃棄物処理場に集められ、その放射能レベルや性状に応じて、処理又は保管廃棄される。放射性廃棄物処理場は複数の施設で構成されており、そのうち第1廃棄物処理棟は、可燃性の固体廃棄物を焼却する施設であり、第2廃棄物処理棟は、比較的放射能レベルの高い固体廃棄物をコンクリートセル内にて処理する施設である。第1廃棄物処理棟の建家は建設後46年、第2廃棄物処理棟は43年が経過していることから、今後の保守管理に資することを目的として、2024年にコンクリートの健全性調査のための中性化試験を行った。また、得られた試験結果から中性化深さの進展予測を行った。本報告では、中性化試験の概要とその結果から得られた中性化深さの進展予測について述べる。
Zhang, H.*; 梅原 裕太郎*; 堀口 直樹; 吉田 啓之; 江藤 淳朗*; 森 昌司*
Energy, 335, p.138090_1 - 138090_18, 2025/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Thermodynamics)原子力発電は、カーボンニュートラルな未来を実現するための重要な低炭素エネルギー源である。沸騰水型原子炉(BWR)では、燃料棒周囲における蒸気と水の環状流が原子炉の安全性にとって極めて重要であるが、その高温高圧条件(285C、7MPa)により、直接計測が困難である。この問題に対処するため、我々はHFC134a-エタノール系を低温定圧条件(40C、0.7MPa)で用いることで、BWRの液膜流の模擬実験を実施した。高速度カメラと定電流法を用いて、液膜特性、波速度および周波数を分析した。また表面張力と界面せん断応力の影響を調査した。さらに基底液膜厚さについて新たな相関関係を提案した。
沖田 英史; 足立 恭介; 田村 文彦; 野村 昌弘; 島田 太平; 吉井 正人*; 大森 千広*; 清矢 紀世美*; 杉山 泰之*; 長谷川 豪志*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 3094(1), p.012027_1 - 012027_7, 2025/09
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は、物質・生命科学実験施設(MLF)での中性子ユーザへの利用運転と同時にメインリング(MR)に大強度の陽子ビームを供給している。RCSとMRはMW級の大強度陽子加速器で安定したビーム運転には陽子の電荷同士の反発(空間電荷効果)を緩和させることが重要である。空間電荷効果の強さはビーム進行方向(縦方向)のビーム電流分布と関係しており、バンチングファクタ(平均電流値を縦方向ビーム電流分布のピーク値で除した値)が高いほど軽減できる。現在、RCSがMRに供給するビームのバンチングファクタは0.2と低く、これが原因でMR入射直後でビームロスが発生している。そこで、RCSの加速後半で基本周波数の二倍の周波数の加速電圧を重畳して不安定動作点を生成し、これを用いてバンチングファクタを増加させる手法を考案した。考案した手法で、RCSの出射ビームのバンチングファクタを0.4まで引き上げられることをビームシミュレーションで確認した。また、MRの加速電圧をRCSの出射ビーム形状に適合するように調整し、MR入射後のバンチングファクタを0.4で一定に保つことを可能とする条件を取得した。本成果は、RCSのビーム供給先であるMRのビームロス低減につながるものだけでなく、MLFに供給するビームに関しても縦方向ビーム電流分布の細かな調整を可能とするもので、RCSのビーム利用の成果創出に資する。
