極限熱放射線環境における高強度・高純度K中間子ビームラインの研究

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15204024
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 野海 博之 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教授 (10222192)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今里 純 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (40107686) ; 高崎 稔 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (70044782) ; 永江 知文 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (50198298) ; 家入 正治 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教授 (50192472) ; 里 嘉典 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (30342603)
• Keywords: K中間子 / 大強度ビーム / 耐放射線 / ビームモニター / ビームライン

Research Abstract

1)K中間子生成標的の開発
メンテナンスシナリオの検討を推進し実証機の設計を行った。これにより、実証機の製作を行った。
2)遮蔽・コリメータの開発
熱解析を用いた応力計算とコリメータ本体材料の分割数の最適化を行った。
3)耐熱耐放射線電磁石の開発
生成標的直下流電磁石群について、省スペースと最大限の性能を目指したデザインと配置の検討が進んだ。
真空中運転のための電気冷却水等の導入のデザインを実施。これに基づくモックアップ製作を行った。
4)静電分離装置の開発
真空槽と新型電極部品の製作と組み立てを実施した。
5)真空関連機器の開発
ビーム窓の材料検討と大強度陽子ビーム照射による放射線ダメージの測定を実施した。あるTi合金については少量の照射で照射前の弾性が失われるなど、貴重な知見が得られた。
6)ビームモニターの開発
残留ガスプロファイルモニター(RGBPM)および遷移放射光プロファイルモニター(OTRPM)の試作とビームを用いた試験を実施した。高真空型RGBPMと低真空型RGBPMによるビームプロファイルの観測に成功した。RGBPMの応答において残留ガスと電離イオンとの相互作用が及ぼす影響について知見が得られた。RGBPMからの信号処理回路の開発を実施し、VMEボードに実装された回路を製作した。
7)ビームラインの光学設計
J-PARCでは、K1.8ビームライン(最大運動量2GeV)とK1.1(最大運動量1.1GeV)は1つのK中間子標的を共有する独立したビームラインとなるよう、現実的な電磁石のデザインと配置にあわせて光学設計が見直された。
K1.8の光学デザインについて、3次の補正を行った。8極電磁石を2台導入することでK中間子の純度が向上することがわかった。同様にk1.1の光学デザインも3次の補正を導入して実施された。