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論文

J-PARC LINAC 3MeVビームスクレーパの現状

平野耕一郎; 杉村高志*; 栗原俊一*

Proceedings of 15th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.324 - 328, 2018/08

https://www.pasj.jp/web_publish/pasj2018/proceedings/PDF/WEP0/WEP016.pdf

2017年10月からのビーム利用運転において、3MeVビームスクレーパは1MWビーム利用運転のスクレーパ平均ビーム電流と同等または1.3倍の照射を行い、5ケ月間問題なく使用することができた。このときのスクレーパ表面温度は1800 $^{circ}$ Cであった。粒子数3E22個の3MeVビームによる照射損傷は、深さ700mであった。今後、加速器のビーム調整においてほとんど全てのビームがスクレーパに照射される可能性があるため、スクレーパに使われる炭素複合材より高い電流密度に耐えられるスクレーパ材料について検討しており、今回、熱伝導率の高いスクレーパ材料としてグラフェンとタングステンのビーム照射試験を行った。本稿では、3MeVビームスクレーパとスクレーパ材料のビーム照射試験について述べる。

論文

J-PARC 3MeV LINACを用いたビームスクレーパの負水素イオンビーム照射試験

平野耕一郎; 石山達也; 栗原俊一*; 杉村高志*; 丸田朋史*

Proceedings of 14th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.847 - 852, 2017/12

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj2017/proceedings/PDF/WEP0/WEP020.pdf

J-PARCリニアックのRFQとDTLの間のMEBT1において、炭素複合材で作られたビームスクレーパが使用されている。今回、3MeVリニアックを用いてスクレーパ照射試験を実施した。本照射試験では、スクレーパの試験片にH $^{-}$ ビームを1.2E20の粒子数まで照射し、高速放射温度計を用いて3000 $^{circ}$ C以上の表面温度を測定して、レーザー顕微鏡によるスクレーパの照射損傷を観察した。その結果、表面温度が2900 $^{circ}$ Cを超えると、炭素のイオン電流や試験片表面の照射損傷が急激に増加することが分かった。本稿では、スクレーパのビーム照射試験結果について述べる。

論文

J-PARC3MeVリニアックを用いたビームスクレーパの開発

平野耕一郎; 浅野博之; 石山達也; 伊藤崇; 大越清紀; 小栗英知; 近藤恭弘; 川根祐輔; 菊澤信宏; 佐藤福克; et al.

Proceedings of 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.310 - 313, 2016/11

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj2016/proceedings/PDF/MOP0/MOP005.pdf

単位面積当たりの熱負荷を減らすため、67 $^{circ}$ のビーム入射角を有するビームスクレーパをJ-PARCリニアックのRFQとDTLの間のMEBTで使用している。67 $^{circ}$ ビームスクレーパは粒子数1.47E22個のH $^{-}$ ビームによって照射された。レーザ顕微鏡を用いてスクレーパのビーム照射による損傷部を観察すると、高さ数百mの突起物が無数にあった。ビームスクレーパの耐電力を調べるため、3MeVリニアックを新たに構築した。2016年末にスクレーパ照射試験を実施する予定である。今回は、J-PARCリニアックのビームスクレーパの現状、及び、ビームスクレーパの照射試験に用いる3MeVリニアックについて報告する。

論文

J-PARCリニアックMEBT1部垂直コリメーターの開発

杉村高志*; 丸田朋史*; 平野耕一郎

Proceedings of 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.307 - 309, 2016/11

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj2016/proceedings/PDF/MOP0/MOP003.pdf

J-PARCリニアックでは、ビーム強度の増強が計画されており、現在運転しているパラメーター40mA, 25Hz, 500sを50mA, 50Hz, 500sに変更することを目指している。加速器で大強度ビームを得るためには、ビームロスを出来得る限り軽減しておくことが必須である。J-PARCリニアックでは、イオン源、RFQ(高周波四重極型リニアック)で加速されたビームをMEBT1(Medium Energy Beam Transport 1)でマッチング及びパルス成形を行いDTL(ドリフトチューブ型リニアック)に入射している。現在の運転において、DTLにおける局所的放射化が観測されたため、増強においては更なる対策が必須である。ビームシミュレーションの結果から、DTLにおけるビームロスは、MEBT1に新たに垂直方向のコリメーターを設置することで、軽減できることが分かった。本発表では、上記目的のため、MEBT1に設置する垂直方向コリメーターの製作設計の状況について報告する。