2021 Fiscal Year Annual Research Report
高しきい値反応を利用した高速応答気体電離箱型ビームロスモニターの開発
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20K22339
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
山口 雄司 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究職 (10882970)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| Keywords | ビームロスモニター / 高しきい値反応 / 高速応答 / 大強度加速器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，大強度パルスビームを供給する加速器施設において，粒子生成標的からの生成粒子に由来するバックグラウンド(BG)事象に影響されないビーム損失検知を可能にすることを目的としている。2020年度では，ロスモニターの設計検討，製作及び性能試験のシミュレーションを実施し，性能試験のための重要な知見を得た。2021年度ではこの知見を活かし，実際に加速器のビームを使った性能試験を実施した。
高しきい反応を用いたビーム損失の検知は，これまでに前例がない方法のため，性能試験ではこの検知方法の実証を試みた。本課題で開発したロスモニターと従来のロスモニターを用いて，同じ条件のもとでビーム損失により発生する粒子を検出し，両ロスモニターからの信号の波高分布を取得した。これらの波高分布を比較することで，高しきい反応に起因した検出信号の取得を示唆する結果を得た。この結果から，ビーム損失の新しい検知方法が期待通りに機能することを確かめることができ，BG事象に影響されないビーム損失検知において重要な知見を得られた。
また，BG事象に影響されないビーム損失検知には，高速応答のロスモニターであることが必要なため，性能試験において開発したロスモニターの時間応答も調査した。ロスモニターからの信号の波形をオシロスコープで観測し，波形の立ち上がり時間を調べることで，開発したロスモニターが，BG事象に影響されないビーム損失検知に必要と考えられる時間応答を有することがわかった。
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