1MW大強度核破砕中性子源でのビーム平坦化技術開発

明午 伸一郎; 大井 元貴; 藤森 寛*; 川崎 智之; 西川 雅章; 福田 真平

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J-PARCでは速い繰り返し(25Hz)の3GeV陽子シンクロトロン加速器から出射する1MWの大強度陽子ビームを用いた核破砕中性子源(JSNS)の運転を目指している。中性子源の水銀容器ではビームに誘発されるピッティング損傷が重要な問題となっている。ピッティング損傷はピーク電流密度の4乗に比例するために、ピーク電流密度を低く抑えた運転が求められる。この実現のため、我々は八極電磁石を用いた非線形ビーム光学によるビーム平坦化技術の開発及び、RCSから出射される1MWのビームを用いたプロファイルの制御試験を行ってきた。八極電磁石におけるビームの関数や、位相差が重要な鍵となるが、短時間のビーム調整時間内に効率的に試験・調整を行うことが可能なようにSAD(Strategic Accelerator Design)を用いたツールの開発を行った。その結果、わずか数ショットでビーム診断とビーム平坦化に必要な非線形ビーム光学の調整が可能になった。ツールによるビーム調整により、非線形ビーム光学によりピーク電流は約30%減少できる見込みを得た。