Investigation of nonlinear intense beam physics model towards realization of the ultra-high intensity proton linac

• Project/Area Number: 25K00160
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 北村 遼 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, J－PARCセンター, 研究職 (10838379)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 不破 康裕 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, J－PARCセンター, 研究副主幹 (00817356) ; 柴田 崇統 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (20773956) ; 栗山 靖敏 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, J－PARCセンター, 研究職 (60423125)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2028: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2027: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2026: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000); Fiscal Year 2025: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
• Keywords: 大強度リニアック / 機械学習 / 陽子ビーム

Outline of Research at the Start

超大強度陽子加速器の実現は人類社会の技術革新へと繋がる重要なテーマである。ビームバンチ中の荷電粒子の密度が増大するとクーロン場による非線形な発散力が作用する。この課題に対して、大強度ビームのシミュレーションと測定精度の向上に加えて、非線形場によるビーム制御技術の開発に取り組む。本研究では大強度陽子加速器施設のリニアック及びテストベンチにおける大強度ビームの測定データを活用して、ビームの挙動を定量的に評価しうるシミュレーションの開発、機械学習によるビーム診断精度の向上と非線形ビーム制御技術の開発を通して、大強度ビームの物理モデルを開拓することにより超大強度陽子ビーム実現への道筋を切り拓く。