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 プレス・リリース 〜 06-17 〜 For immediate release：2006年11月22日 |
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J-PARCリニアックのビーム加速試験を開始 |
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J-PARCセンター |
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独立行政法人 日本原子力研究開発機構（理事長 殿塚猷一）及び大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構（機構長 鈴木 厚人）の共同組織であるJ-PARCセンター（センター長 永宮正治）は、この度、建設を進めている大強度陽子加速器施設J-PARC（Japan Proton Accelerator Research Complex）の初段加速器であるリニアックにおいて、平成18年11月21日に負イオン化した水素（※）ビームを発生・加速させることに成功したことを確認し、本格的なビーム調整試験の段階に入りました。
J-PARCは、両機構が平成13年から茨城県東海村の日本原子力研究開発機構原子力科学研究所内において建設を進めてきたものであり、10月はじめからリニアックの調整運転を実施してきました。リニアックは全長約330mの直線型の加速器ですが、第１期分として整備した約120mの装置でエネルギー約180MeV（１億8000万電子ボルト、光速の約50％のスピード）、ピーク電流30mAまで加速します。今回はこのうちリニアックの最初段部分（高周波四重極型リニアック（RFQ））において、約３MeV（300万電子ボルト）、ピーク電流5mAまでの加速に成功したものです。今後さらにビーム調整試験を行い、来年夏頃には所期の性能である180MeVまで陽子を加速させる予定です。 その後、更に陽子を加速する３GeVシンクロトロン加速器や50GeVシンクロトロン加速器のビーム調整試験を行い、平成20年秋以降には、中性子や中間子、ニュートリノなどを用いた種々の最先端科学分野の様々な研究者による研究利用を開始する予定です。 J-PARCは、中性子を利用した研究施設としては米国オークリッジ国立研究所のSNS（Spallation Neutron Source）などと並ぶ世界最高性能の研究施設となります。またＫ中間子を利用した研究施設としては世界唯一、さらにニュートリノ研究施設としても世界有数の性能を誇る、我が国の21世紀の科学や技術の研究・発展に大きく貢献する最先端の研究施設です。大強度陽子ビームから発生する中性子や中間子などの様々な二次粒子を利用して、原子や原子核、素粒子の極微の世界を探求する研究は、物理学、化学、生物学などの基礎科学の発展に貢献するとともに、ライフサイエンス、工学、情報・電子、医療など、広範な研究分野への利用が期待されています。
［用語解説］ 負水素イオン 原子・分子に電子が余分に付着し、全体として負に帯電したものを一般的に負イオンと言い、特に水素原子の負イオンのことを負水素イオンと呼ぶ。 大量の陽子をリニアックからシンクロトロンへ入射することは技術的に難しいため、シンクロトロンへ入射する直前に負イオンの電子をはぎ取り、陽子にして入射することが必要になる。  リニアック（Linac） 加速空洞を直線状（リニア）に並べ、粒子を直線的に加速する加速器の総称で、線形加速器とも呼ばれる。この方式では定常的にビームを取り出せるので、多くの粒子（大電流）の加速に適している。しかし、粒子は特定の加速空洞を１回しか通らないために、高エネルギー（粒子のスピードを高める）とするには数多くの空洞が必要となり、長い装置が必要になる。このため、高エネルギーとするには、同じ加速空洞を粒子を何度も通しながら加速することができる円形加速器（シンクロトロンなど）が用いられる。J-PARCのような高エネルギー大電流加速器の設計においては、リニアックと円形加速器を組み合わせ、効率的な加速を行う。
［補足説明］ 負イオンの必要性 ビームを３GeVシンクロトロン（リング型加速器）内に磁場を用いて効率良く外から合流させるためには、リニアック（線形加速器）から入射するビームと既に３GeVシンクロトロン内を周回しているビームを異なる荷電状態にする必要がある。これは、違う方向から来る入射ビームと周回ビームが同じ荷電状態であると、磁石によって同じ方向に曲げられてしまうので、２つのビームをうまく合流させることが出来ないからである。よって３GeVシンクロトロンには負イオンビームを入射し、その直後に正イオン（ここでは陽子）に変換してリングを周回させる。
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