ೋཻ࣍ࢠੜ੒ඪతͱೋ࣍ϏʔϜϥΠϯͷ͋ͱͷٞ࿦Ͱࢀর͢ΔՕॴ͚ͩΛૡ͍ఠΜͰ؆୯ʹઆ໌͢Δɻ

2.1

1

͸͡Ίʹ

༌ૹߦྻ

ϏʔϜϥΠϯΛ௨ա͢Δཻࢠͷӡಈ͸ɺத৺ͱJ-PARC Ͱ͸ɺՃ଎͞ΕͨҰ࣍ཅࢠϏʔϜΛੜͳΔ‫ي‬ಓ࣠ͱӡಈྔΛ‫ج‬४ͱͯ͠ɺ͔ͦ͜Βͷ੒ඪతʹ౰ͯɺͦ͜Ͱൃੜ͢Δೋཻ࣍ࢠΛूΊͯζϨͷେ͖͞Λύϥϝʔλͱͯ͠‫ه‬ड़͢Δͷ͕ೋ࣍ϏʔϜͱ࣮ͯ͠‫ݧ‬ΤϦΞ·Ͱ༌ૹ࣮͠‫ݧ‬ϢʔศརͰ͋Δɻ͢ͳΘͪɺத৺‫ي‬ಓ࣠ʹਨ௚ͳํ޲

βʔ΁ͱ‫͍ͯ͠څڙ‬ΔɻͦͷΑ͏ͳࢪઃͷҰͭɺͷҐஔ x ͱ֯౓ θɺͦͯ͠த৺ӡಈྔ p ͔Βͷϋυϩϯ࣮‫ࢪݧ‬ઃ [9, 10] Ͱ͸ɺ‫ࡏݱ‬ੜ੒ඪత͕ 1ζϨͷׂ߹ δ = ∆p/p Ͱද͢ɻ͋ΔϏʔϜϥΠ୆͚ͩઃஔ͞Ε͓ͯΓɺओʹ π தؒࢠɺK தؒϯཁૉΛ௨աͨ͠લ‫͜Ͱޙ‬ΕΒͷύϥϝʔλ͕ࢠɺ൓ཅࢠͳͲͷೋ࣍ϏʔϜΛ༻͍ͯɺ༷ʑͳૉ

(x0 , θ0 , δ0 ) → (x1 , θ1 , δ1 ) ͱมԽͨ࣌͠ɺ྆ऀͷཻࢠ‫֩ࢠݪ‬෺ཧ࣮‫ߦ͕ݧ‬ΘΕ͍ͯΔɻ

2016 ೥࣌఺ͷϋυϩϯ࣮‫ݧ‬ϗʔϧͷϨΠΞ΢
τΛ Fig. 1 ʹࣔ͢ɻओϦϯάͰ 30 GeV ·ͰՃ଎͞ΕͨҰ࣍ཅࢠϏʔϜ͸ɺ໿ 2 ඵ͔͚ͯগͣͭ͠
Ώͬ͘ΓͱऔΓग़͞Ε (“஗͍औΓग़͠”)ɺϋυϩϯ࣮‫ݧ‬ϗʔϧ΁ͱ༌ૹ͞Εͯੜ੒ඪత T1 ʹরࣹ͞ΕΔɻͦͷ͏ͪͷ໿ 50 %͕ඪత෺࣭ͱ֩൓
ԠΛ‫͜͠ى‬ɺ࢒Γ͸ૉ௨Γͯ͠࠷ԼྲྀͷϏʔϜμؒͷؔ܎͸ɺ

⎧⎪⎪ x1 = C1 x0 + S1 θ0 + D1 δ0 + (ߴ߲࣍)⎨⎪⎪⎩θ1 = C2 x0 + S2 θ0 + D2 δ0 + (ߴ߲࣍) (2-1)δ1 = C3 x0 + S3 θ0 + D3 δ0 + (ߴ߲࣍)ͱॻ͚Δɻ1 ࣍ͷ߲͚ͩΛൈ͖ग़ͤ͹ɺ্ͷࣜ͸ɺཻࢠͷύϥϝʔλΛϕΫτϧ x = (x, θ, δ) ͱͯ͠ɺ࣍ͷΑ͏ͳߦྻͷ‫͖ॻͰܗ‬දͤΔɻ

ϯϓͰશͯ‫ٵ‬ऩ͞ΕΔɻT1 ඪతʹ͸ɺ3 ຊͷՙిೋ࣍ϏʔϜϥΠϯ (K1.8ɺK1.8BRɺK1.1BR)

x1 = Rx0 ,ͱ 1 ຊͷதੑೋ࣍ϏʔϜϥΠϯ (KL) ͕ઃஔ͞Ε͓ͯΓɺ͞Βʹ΋͏ 2 ຊͷՙిೋ࣍ϏʔϜϥΠϯ(K1.1ɺπ1.0) ͷઃஔ͕‫ܭ‬ըதͰ͋Δɻ͜ͷ͏ͪɺ
K1.1BR ϏʔϜϥΠϯ͸ɺ৽͍͠Ұ࣍ཅࢠϏʔϜϥΠϯΛ‫ݐ‬ઃ͢ΔͨΊɺ2018 ೥‫Ͱࡏݱ‬͸γϟοτ
μ΢ϯͯ͠‫ʹط‬Ұ෦͕ఫ‫͞ڈ‬Ε͍ͯΔɻ
ຊߨٛͰ͸ɺ͜ΕΒՙిೋ࣍ϏʔϜϥΠϯͷಛ௃΍ઃ‫͍ͯͭʹܭ‬ղઆ͢Δͱ‫ʹڞ‬ɺೋ࣍ϏʔϜͷઢ‫͋Ͱݯ‬Δੜ੒ඪతʹ͍ͭͯɺ‫ݱ‬ঢ়ͱকདྷ΁޲͚ͨऔΓ૊ΈΛ঺հ͢Δɻ

⎛⎜C 1 S1 D 1

⎞
⎟

⎟
R=⎜
⎝ C 2 S2 D 2 ⎠C 3 S3 D 3(2-2)͜ͷ R Λ༌ૹߦྻͱ‫Ϳݺ‬ɻ੩࣓৔ͷΈͰߏ੒͞
ΕΔ௨ৗͷϏʔϜϥΠϯͰ͸ɺཻࢠͷӡಈྔ͸มԽ͠ͳ͍ͷͰɺC3 = S3 = 0ɺD3 = 1 Ͱ͋Γɺߦྻࣜ͸ 1 ͱͳΔɻ

det R = C1 S2 − S1 C2 = 1(2-3)·ͨɺҐஔͱ֯౓ͷӡಈྔґଘੑΛࣔ͢܎਺ D1 ɺ

D2 ΛͦΕͧΕӡಈྔ෼ࢄɺ֯෼ࢄͱ‫Ϳݺ‬ɻΑΓҰൠʹ͸ɺ‫ي‬ಓ࣠ʹਨ௚ͳํ޲͸ਫฏํ޲ͱԖ௚ํ޲ͷ 2 ͭ͋ΔͷͰɺઌͷ x Λਫฏํ޲ͱ

2ϏʔϜޫֶͷ‫ૅج‬ͯ͠ɺԖ௚ํ޲ͷҐஔ y ͱ֯౓ φ ͕ಠཱύϥϝʔλͱͯ͠ՃΘΔɻ͞Βʹɺ‫ي‬ಓ࣠ํ޲ͷҐஔͣΕϏʔϜޫֶʹ͍ͭͯͷৄ͍͠಺༰͸ɺຊՃ଎‫ث‬ηϛφʔ OHO γϦʔζͷա‫ڈ‬ͷςΩετͰ΋Կ(த৺‫ي‬ಓͱͷ‫ي‬ಓ௕ͷࠩ) ℓ ΋௥Ճͯ͠ɺ߹‫ ܭ‬6ύϥϝʔλͷϕΫτϧ

ճ͔ղઆ͞Ε͍ͯΔ [1] ͷͰɺ͜͜Ͱ͸ɺຊߨٛx = (x, θ, y, φ, ℓ, δ)(2-4)

͜Ε͸ point-to-parallel Λҙຯ͢Δɻ
K1.8

R11 = 0K1.8BRॳ‫ ౓֯ظ‬θ0 = 0 ͰൃͤΒΕཻͨࢠ͸ɺॳ‫ظ‬Ґ
ஔ x0 ʹґΒͣҐஔ x1 = 0 ʹऩଋ͢Δɻैͬ
ͯɺ͜Ε͸ parallel-to-point ϑΥʔΧεΛҙ
ຯ͢Δɻ

T1 標的

R21 = 0323.602323.602ॳ‫ ౓֯ظ‬θ0 = 0 ͰൃͤΒΕཻͨࢠ͸ɺॳ‫ظ‬KLҐஔ x0 ʹґΒͣ֯౓ θ1 = 0 ʹͳΔɻैͬͯɺ
͜Ε͸ parallel-to-parallel Λҙຯ͢Δɻ

K1.1BR

R16 = 0 ͔ͭ R26 = 0
Ґஔ x1 ΋֯౓ θ1 ΋ӡಈྔ δ0 ʹґଘ͠ͳ͍ɻ

Fig. 1 ϋυϩϯ࣮‫ݧ‬ϗʔϧͷϨΠΞ΢τɻ͜ͷΑ͏ͳϏʔϜΛ achromatic (ແ৭ͳɺ৭
ऩࠩͷͳ͍) ͱ‫͏ݴ‬ɻͰ‫ه‬ड़͢Δɻ͜ͷ࣌ɺ༌ૹߦྻ͸ 6×6 ߦྻͱͳΔɻ
⎛

R

R

... R

⎞

16
⎜ 11 12⎟⎜⎟⎜ R21 R22 . . . R26 ⎟⎟R=⎜.. . . .. ⎟
⎜ ..
⎜ .
. . ⎟
.
⎝
⎠

R12 = 0 ͔ͭ R16 ̸= 0
point-to-point ϑΥʔΧε͕ͩɺϏʔϜҐஔ

(2-5)

R61 R62 . . . R66

ϏʔϜϥΠϯ͸ɺཁॴཁॴͰϏʔϜΛऩଋͤ͞x1 ͕ӡಈྔ δ0 ʹґଘ͢Δɻ͜ΕΛ dispersive
focus ͱ‫ͼݺ‬ɺ͜ͷΑ͏ͳ஍఺Ͱ֤ϏʔϜཻࢠͷҐஔΛଌఆ͢Δ͜ͱͰͦͷཻࢠͷӡಈྔΛଌΔ͜ͱ͕Ͱ͖ΔɻͨΓฏߦʹͨ͠Γͯ͠ɺ࠷ऴ໨త஍఺·ͰϏʔϜ্‫ه‬ͷఴ͑ࣈ 1ɺ2 ΛͦΕͧΕ 3ɺ4 ʹஔ͖‫͑׵‬ΕΛ༌ૹ͢ΔɻϏʔϜϥΠϯͷޫֶΛઃ‫͢ܭ‬Δࡍ͸ɺ͹ɺԖ௚ํ޲ʹ͓͚Δ߆ଋ৚݅ʹͳΔɻ্‫ه‬ͷ༌ૹߦྻཁૉ͕ɺऩଋͱ͔ฏߦͱ͔ͷཁ‫ٻ‬࣮ࡍͷϏʔϜϥΠϯઃ‫ܭ‬ͷखॱͱͯ͠͸ɺ·ʹରԠͨ͠஋ʹͳΔΑ͏ʹ߆ଋ৚݅Λ͚ͭͯɺ࣓

֤ͣϏʔϜϥΠϯཁૉͷฒͼ͔Β༌ૹߦྻΛ‫ࢉܭ‬৔ͷ‫౓ڧ‬΍υϦϑτ‫Ͳͳ཭ڑ‬Λܾఆ͢Δɻ۩ମత͠ɺ্‫ه‬ͷΑ͏ͳ߆ଋ৚݅Λ෇͚ͯϑΟοτͯ͠ɺͳ߆ଋ৚݅ͷྫΛҎԼʹ‫͛ڍ‬Δɻ

࣓৔‫౓ڧ‬౳Λܾఆ͢Δɻͦͷ࣍ʹɺઢ‫Ͱݯ‬ͷαΠ

R12 = 0ॳ‫ظ‬Ґஔ x0 = 0 ͔Βൃཻͨ͠ࢠ͸ɺॳ‫֯ظ‬౓ θ0 ʹґΒͣҐஔ x1 = 0 ʹऩଋ͢Δɻैͬ
ͯɺ͜Ε͸ point-to-point ϑΥʔΧεΛҙຯ͢Δɻ͜ͷ࣌ɺR11 ͕૾ഒ཰ɺR22 ͕֯ഒ཰Λද͢ɻR22 = 0ॳ‫ظ‬Ґஔ x0 = 0 ͔Βൃཻͨ͠ࢠ͸ɺॳ‫֯ظ‬౓ θ0 ʹґΒͣ֯౓ θ1 = 0 ʹͳΔɻैͬͯɺ

ζ΍֯౓ͷ෼෍Λ૝ఆͯ͠ϏʔϜཻࢠΛϥϯμϜʹൃੜͤ͞ɺͦͷ‫ي‬ಓΛ 1 ཻࢠຖʹγϛϡϨʔτ (ray trace) ͯ͠ɺϏʔϜϥΠϯͷΞΫηϓλ
ϯε΍ɺϢʔβʔͷ࣮‫ݧ‬ඪతʹ͓͚ΔϏʔϜαΠζ౳Λ‫͢ࢉܭ‬Δɻલऀͷ༌ૹߦྻͷϑΟοτΛ
ߦ͏‫ࢉܭ‬ίʔυͷྫͱͯ͠͸ TRANSPORT [2]͕͋Γɺ‫ऀޙ‬ͷ ray trace ͷίʔυͷྫͱͯ͠͸

TURTLE [3] ͕͋ΔɻTRANSPORT ͸ 2 ࣍·Ͱɺ
TURTLE ͸ 3 ࣍·Ͱͷ༌ૹߦྻΛαϙʔτͯ͠
͍Δɻ

q0

ͷ݁૾ެࣜ

q1

x1

x0

a

1
1 1
= +
f
a b
Λ༻͍Δͱ

b

⎛

Rlens (f ) = ⎝

a

(2-8)

1

0

−1/f

1

⎞
⎠

(2-9)

Ͱ͋Δɻిՙ eɺӡಈྔ p ͱ࣓৔ B ͱͷؔ܎͸ɺbճస‫ي‬ಓ൒‫ܘ‬Λ rɺ‫ي‬ಓ௕Λ lɺճస֯Λ θ ͱͯ͠ɺFig. 2 ബ͍Ϩϯζ (্) ͱް͍Ϩϯζ (Լ) ͷ

p = eBr, r = l/θޫֶͷ໛ࣜਤɻaɺb Λओ໘ (ॎͷ఺ઢ) ͔Βͷ

(2-10)‫ʹ཭ڑ‬औΕ͹ɺް͍ϨϯζͰ΋Ψ΢εͷ݁૾ެࣜͰ͋Δ ∗ ͔Βɺ࣓৔ޯ഑͕ g ͷ࢛‫࣓ిۃ‬ੴͷয఺(2-8) ͸੒Γཱͭɻ‫ ཭ڑ‬f ͸ɺFig. 3 ͔Βɺ

B=gx

f=

x

q

x
xp
p
=
=
θ
eBl
egl

(2-11)

Ͱ༩͑ΒΕΔɻͨͩ͠ɺ͜͜Ͱ θ ͱ l ͸े෼ʹখ͍͞ͱͨ͠ɻྫ͑͹ɺ࣓‫ۃ‬ͷ಺઀ԁ൒‫͕ܘ‬f

0.1 mɺ࣓৔ͷ༗ޮ௕͕ 0.5 m ͷ࢛‫࣓ిۃ‬ੴ͕͋ͬͯɺͦͷ࣓‫ۃ‬໘Ͱͷ࣓৔‫ ͕౓ڧ‬1 T Ͱ͋Δl࣌ɺg = 1/0.1 = 10 T/m Ͱ͋Δ͔Βɺӡಈྔ

Fig. 3 ࢛‫࣓ۃ‬৔ʹΑΔϨϯζͷ໛ࣜਤɻͯ͞ɺ۩ମతͳ༌ૹߦྻͷྫΛ‫͏͍ͯ͜ݟ‬ɻ؆୯ͷͨΊʹɺ͜͜Ͱ͸ਫฏํ޲ͷҐஔͱ֯౓͚ͩ

p = 1.8 GeV/cɺిՙ 1 ͷཻࢠʹର͢Δয఺‫ڑ‬཭͸ɺp/e = (1.8 × 109 )/(3 × 108 ) = 6 Tm ΑΓf = 1.2 m ͱͳΔɻӡಈྔ͕ p = 30.9 GeV/c ͳΒɺf = 20.6 m ʹͳΔɻ

ͷ 2 × 2 ߦྻΛߟ͑Δɻ

࣓৔ͷແ͍υϦϑτ۠ؒͰ͸ɺॳ‫౓֯ظ‬͸มԽΛड͚ͣʹɺͦͷॳ‫ؒ۠ͱ౓֯ظ‬௕͞ L ͷ෼͚ͩ

Ͱ͋ΔɻRdrift (L) = ⎝

1 L
0

1

⎞
⎠

༌ૹߦྻͷ૊Έ߹Θͤ

ࣜ (2-2) ͔Β໌Β͔ͳΑ͏ʹɺϏʔϜϥΠϯཁҐஔ͕มԽ͢Δ͔Βɺͦͷ༌ૹߦྻ͸ɺ
⎛

2.2

(2-6)

ૉ 1ɺ2ɺ· · · Ͱߏ੒͞ΕΔ۠ؒͷ༌ૹߦྻ͸ɺ֤ཁૉͷ༌ૹߦྻ R1 ɺR2 ɺ· · · ͷੵͰ‫ٻ‬ΊΒΕΔɻ

R = · · · R2 R1(2-12)য఺‫ ཭ڑ‬f ͷബ͍Ϩϯζʢ࢛‫࣓ۃ‬ੴʣ͸ɺFig. 2ͨͩ͠ɺੵͷॱ൪ʹ஫ҙ͢Δ͜ͱɻ͜ͷɺϏʔϜʹ͓͍ͯ (θ1 ͷූ߸͕ θ0 ͷ‫ͳʹٯ‬Δ͜ͱʹ஫ҙ)ϥΠϯཁૉͷ࿈ͳΓ͕‫ݸ‬ʑͷ༌ૹߦྻͷੵͱͯ͠⎧⎪⎪⎨ x0 = x1⎪⎪⎩

x0 = aθ0‫͖Ͱࢉܭ‬Δͱ͍͏఺͕ɺ༌ૹߦྻʹΑΔ‫ه‬ड़ͷ࠷

(2-7)

x1 = −bθ1͔ͩΒɺθ0 − θ1 = (1/a + 1/b)x0 ͳͷͰɺΨ΢εେͷར఺Ͱ͋Δɻ
༌ૹߦྻͷ૊Έ߹ΘͤͷྫΛߟ͑ͯΈΑ͏ɻ؆୯ͷͨΊʹҐஔͱ֯౓ͷ 2 × 2 ߦྻ͚ͩΛߟ͑Δɻ
∗p/e = Br ͸੩࣓৔தͰͷཻࢠͷ‫͕ۂ‬Γʹ͘͞Λද͢ͷͰɺ࣓‫߶ؾ‬ੑ཰ (magnetic rigidity) ͱ‫ݺ‬͹ΕΔɻ

axബ͍Ϩϯζͷલʹ௕͞ a ͷυϦϑτۭؒΛ෇͚Ճbx͑ͨ༌ૹߦྻ͸ɺ

R = Rlens (f ) Rdrift (a)
⎛

=⎝

1

a

−1/f

1 − a/fͱͳΔɻ͜͜Ͱ a = f ͱ͓͘ͱɺ
⎛

R=⎝

1

f

−1/f

0

q0
⎞
⎠

q1

f0
f1

(2-13)
ay

byFig. 4 ࢛‫࣓ిۃ‬ੴμϒϨοτʹΑΔϏʔϜऩଋ

⎞⎠(2-14)

ͱͳΓɺR22 = 0ɺ͢ͳΘͪ point-to-parallel ͷ

ͷ໛ࣜਤɻ

2.3

࢛‫࣓ిۃ‬ੴͷ࢖͍ํ༌ૹʹͳΔɻ·͞ʹয఺‫཭ڑ‬ͷఆٛͦͷ΋ͷͰ͋Α͘஌ΒΕΔΑ͏ʹɺޫֶϨϯζͱҧͬͯɺ࢛Δɻ‫ʹٯ‬ɺബ͍Ϩϯζͷ‫ʹޙ‬௕͞ b ͷυϦϑτۭ‫࣓ۃ‬ੴʹΑΔϨϯζͷ‫ػ‬ೳ͸ɺ௚ަ͢Δ 2 ͭ (௨ؒΛ෇͚Ճ͑ͨ༌ૹߦྻ͸ɺৗ͸ਫฏํ޲ͱԖ௚ํ޲) ͷฏ໘ಉ࢜Ͱ‫ͳʹٯ‬Δɻͭ·Γɺਫฏํ޲ʹऩଋ (ತϨϯζ) ͢Δ৔߹͸

R = Rdrift (b) Rlens (f )⎛=⎝1 − b/f−1/fb
1Ͱ͋Γɺb = f ͱ͓͚͹ɺ
⎛

R=⎝

0

f

−1/f

1

Ԗ௚ํ޲ʹൃࢄ (ԜϨϯζ) ͢Δɻैͬͯɺ྆ํ

⎞⎠(2-15)

཭ͯ͠ฒ΂ͨ࣌ɺ߹੒Ϩϯζͷয఺‫ ཭ڑ‬f ͸ɺ࣍

⎞⎠(2-16)༌ૹʹͳΔɻ͞ΒʹɺϨϯζͷલʹ௕͞ a ͷυϦϑτۭؒɺ‫ʹޙ‬௕͞ b ͷυϦϑτۭؒΛ߹Θͤͨ৔߹ͷ༌ૹߦྻ͸ɺ1 − b/f
−1/f

R=⎝

1
1
1
d
=
+
−
f
f1 f2 f1 f2(2-19)

͜͜Ͱ f2 = −f1 ͷ࣌ f = f12 /d > 0 ͱͳΔͷͰɺತϨϯζͱԜϨϯζͷ૊Έ߹ΘͤͰತϨϯζΛ࡞ੴͷ࿈ͳΓ (μϒϨοτ) ʹΑΔϏʔϜऩଋͷ໛ࣜa + b − ab/f
1 − a/f

ਤΛ Fig. 4 ʹࣔ͢ɻਫฏํ޲ͱԖ௚ํ޲ͱͰɺऩ

⎞⎠ (2-17)

ͱͳΔɻ͜͜Ͱ aɺb ͕ࣜ (2-8) Λຬͨ͢ͱ͢Δͱɺ
⎛ͷϨϯζͷ૊Έ߹ΘͤͷެࣜͰ༩͑ΒΕΔɻ

Δ͜ͱ͕ՄೳͰ͋Δɻ͜ͷΑ͏ͳɺ2 ୆ͷ࢛‫࣓ۃ‬R = Rdrift (b) Rlens (f ) Rdrift (a)=⎝Λ૊Έ߹ΘͤΔඞཁ͕͋Δɻয఺‫ ཭ڑ‬f1 ɺf2 ͷ 2 ຕͷϨϯζΛ‫ ཭ڑ‬d ͚ͩͱͳΓɺR11 = 0ɺ͢ͳΘͪ parallel-to-point ͷ⎛޲ͱ΋ϏʔϜΛऩଋͤ͞Δʹ͸ɺෳ਺ͷ࢛‫࣓ۃ‬ੴ

−b/a

−1/f

0
−a/b

⎞
⎠

ଋͱൃࢄͷॱ൪͸‫Ͱٯ‬΋ɺͲͪΒ΋ಉ࣌ʹऩଋ͞
ͤΔ͜ͱ͕ՄೳͰ͋Δɻͨͩ͠஫ҙ͕ඞཁͳͷ͸ɺਤͰ໌Β͔ͳΑ͏ʹɺਫฏํ޲ͱਨ௚ํ޲ͱͰ૾
ഒ཰ −bx /ax ɺ−by /ay ͱ֯ഒ཰ −ax /bx = θ1 /θ0 ɺ(2-18)

ͱͳΔɻR12 = 0 ͳͷͰɺ͜Ε͸ pointo-to-pointϑΥʔΧεΛҙຯ͢Δɻ͜ͷ࣌ɺ૾ഒ཰͸ R11 =−b/aɺ֯ഒ཰͸ R22 = −a/b Ͱ͋Γɺ͜ΕΒ͕ෛ−ay /by = φ1 /φ0 ͕ҟͳΔ͜ͱͰ͋ΔɻͦͷͨΊɺμϒϨοτʹΑΓऩଋͨ͠૾͸ɺ‫ݩ‬ͷ૾ʹൺ΂ͯɺྫ͑͹ਫฏํ޲ʹαΠζ͕খ͘͞ͳͬͨ৔߹ʹ͸Ԗ௚ํ޲ʹ͸‫ʹٯ‬େ͖͘ͳΔɻ͜Ε͕ 1 ࣍ͷ૾࿪Έ (first-order image distortion) Ͱ͋Δɻͱͳ͍ͬͯΔͷ͸૾͕൓స͢Δ͜ͱΛҙຯ͢Δɻ࢛‫࣓ۃ‬ੴΛ 3 ୆ฒ΂ͨ৔߹ (τϦϓϨοτ) ʹ͸͜Ε΋ɺྑ͘஌ΒΕͨತϨϯζͷੑ࣭Ͱ͋Δɻঢ়‫͕گ‬ҟͳΔɻ͜ͷ৔߹͸ɺFig. 5 ʹࣔͨ͠Α͏

ax

bx

Q2

FF

D2
D1

q1
q0

f0

ay

f1

by

Q1

5m

0

躯体コンクリートに埋め込まれたパイプ

Fig. 5 ࢛‫࣓ిۃ‬ੴτϦϓϨοτʹΑΔϏʔϜऩଋͷ໛ࣜਤɻ
ʹɺਫฏํ޲ͱਨ௚ํ޲ͷ૾ഒ཰ΛͲͪΒ΋ −1

T1標的

一次ビームラインʹ͢Δ͜ͱ͕Ͱ͖Δɻ

Fig. 6 π1.0 ϏʔϜϥΠϯͷϨΠΞ΢τɻ

2.4

࣮ࡍͷϏʔϜϥΠϯͷྫ 1: π1.0 Ϗʔ৔‫౓ڧ‬Λௐ੔͢Δ͜ͱͰऩଋҐஔΛม͑Δ͜ͱ͕

ϜϥΠϯ

ग़དྷΔɻ

ඇৗʹ୯७ͳೋ࣍ϏʔϜϥΠϯͷྫͱͯ͠ɺ

π1.0 ϏʔϜϥΠϯΛऔΓ্͛Δɻ͜Ε͸ɺJPARC ϋυϩϯ࣮‫ࢪݧ‬ઃͰ‫ܭࡏݱ‬ըதͷςετ࣮‫༻ݧ‬ϏʔϜϥΠϯͰɺFig. 6 ʹ͋ΔΑ͏ͳϨ

3ೋ࣍ϏʔϜͷ‫౓ڧ‬ೋ࣍ϏʔϜͷ‫ ౓ڧ‬Y ͸ҎԼͷࣜͰ‫ٻ‬ΊΒΕΔɻΠΞ΢τͷ΋ͷͰ͋Δɻ΋ͱ΋ͱ T1 ඪతͷϞχY = Iη

λʔ༻ʹนʹύΠϓ͕ຒΊࠐ·Ε͍ͯΔͷͰɺͦ

d2 N
∆p
∆Ω
pD
dpdΩ
p

(3-1)

͜Λ௨ͬͯग़ͯ͘Δೋཻ࣍ࢠΛςετ࣮‫ʹݧ‬ར༻͜͜ͰɺI ͸Ұ࣍ཅࢠϏʔϜͷ‫౓ڧ‬ɺη ͸Ұཻ࣍

͢Δɺͱ͍͏ͷ͕ίϯηϓτͰɺ‫ط‬ଘͷ K1.8BR

ࢠ౰ͨΓͷೋཻ࣍ࢠੜ੒ޮ཰ (ೋཻ࣍ࢠ͕ੜ੒͞

࣮‫ݧ‬ΤϦΞͱͷ‫ׯ‬বΛආ͚ΔͨΊɺ2 ୆ͷภ޲ిΕͯඪత͔Β์ग़͞ΕΔ֬཰)ɺ∆Ω ͱ ∆p/p ͸࣓ੴ D1ɺD2 Λ༻͍ͯ‫ ܭ‬135 ౓ͱ͍͏େ͖ͳ֯

ͦΕͧΕೋ࣍ϏʔϜϥΠϯͷཱମ֯ͱӡಈྔͷΞ౓Ͱ‫͍ͯ͛ۂ‬Δɻ࠷େӡಈྔ͸ɺ͜ͷภ޲ి࣓ੴ

Ϋηϓλϯεɺp ͸ೋ࣍ϏʔϜͷத৺ӡಈྔͰ͋

͕ग़ͤΔ࠷େ࣓৔͔Βܾ·͍ͬͯͯɺ1.0 GeV/c

ΔɻD ͸ೋཻ࣍ࢠͷ่յ܎਺Ͱɺೋཻ࣍ࢠͷण໋

Ͱ͋ΔɻϏʔϜޫ্ֶͷཁૉͱͯ͠͸ɺภ޲ి࣓Λ τ ɺϏʔϜϥΠϯͷ௕͞Λ L ͱ͢Δͱɺ+ੴͷલ‫ ʹޙ‬1 ୆࢛ͣͭ‫࣓ిۃ‬ੴ (Q1ɺQ2) ͕͋Δ

D = exp −͚ͩͷɺඇৗʹγϯϓϧͳ΋ͷͰ͋Δɻπ1.0 ϏʔϜϥΠϯͷ 1 ࣍ͷϏʔϜΤϯϕϩʔϓΛ Fig. 7ʹࣔ͢ɻ࠷ऴऩଋ఺ (FF) Ͱਫฏํ޲‫ͼٴ‬Ԗ௚ํ޲ʹ݁૾ͤ͞ΔΑ͏ɺR12 = R34 = 0 Λ߆ଋ৚݅ͱͯ͠ 2 ୆ͷ࢛‫࣓ిۃ‬ੴͷ࣓৔‫౓ڧ‬Λ‫ٻ‬Ίͨɻ

R16 ̸= 0 ͳͷͰɺdispersive focus Ͱ͋Δɻ͜ͷྫͰ͸࠷ऴऩଋ఺ͷҐஔΛ Q2 ग़‫ޱ‬໘͔Β 2 m ͱ
ͯ͋͠Δ͕ɺ࣮‫ݧ‬ͷཁ੥ʹΑΓɺ࢛‫࣓ిۃ‬ੴͷ࣓

L
γβcτ

,

(3-2)

Ͱ༩͑ΒΕΔɻ͜͜Ͱɺβ ͸ೋཻ࣍ࢠͷ଎౓Λޫ-଎౓ c ͰׂͬͨྔͰ͋Γɺγ = 1/ 1 − β 2 Ͱ͋Δɻ͠͹͠͹࢖ΘΕΔؔ܎ࣜͱͯ͠͸ɺཻࢠͷ੩ࢭ࣭ྔΛ mɺશΤωϧΪʔΛ E ͱͯ͠ɺ

β=

pc
,
E

γ=

E
,
mc2

γβ =

E 2 = (pc)2 + (mc2 )2

pc
,
mc2

(3-3)

Q
1

D
1

D
2

Q
2

鉛直方向

FF

10m

25m

𝑑2 𝑁
[/(GeV/c)/sr/proton]
𝑑𝑝𝑑Ω

25cm

角度 [°]

水平方向

Fig. 8 30 GeV ཅࢠೖࣹʹ͓͚Δ 1.8 GeV/c

25cm

Fig. 7 π1.0 ϏʔϜϥΠϯͷ 1 ࣍ͷϏʔϜΤϯϕϩʔϓɻ্൒෼͸Ԗ௚ํ޲ɺԼ൒෼͕ਫฏํ޲ͷͱ 1.1 GeV/c ͷ K − தؒࢠͷੜ੒֯౓෼෍ɻԣ
࣠ͷ֯౓͸࣮‫Ͱܥࣨݧ‬ͷ֯౓Ͱ͋Δɻ

ΤϯϕϩʔϓͰɺ఺ઢ͸ਫฏํ޲ͷӡಈྔ෼ࢄΛද͢ɻਤͷࠨ୺͔Β͞Βʹ 10 m ্ྲྀ͕ੜ੒ඪత
ͷҐஔͰ͋Δɻྫ͢ΔɻJ.R. Sanford ͱ C.L. Wang ͸ɺೖࣹཅࢠ
ͷӡಈྔ͕ 10 GeV/c ͔Β 35 GeV/c ·Ͱͷ࣮‫ݧ‬σʔλΛ༻͍ͯ࣍ͷΑ͏ͳ‫ࣜݧܦ‬Λ·ͱΊͨ [4]ɻ͕ ͋ Δ ɻྫ ͑ ͹ ɺՙ ి K த ؒ ࢠ ͷ ण ໋͸ τ = 12.38 ns (cτ=

3.71 m)ɺ࣭ ྔ ͸

d2 N= f (p) · g(p, θ)
dpdΩ

(3-5)

m = 0.4937 GeV/c2 ͳͷͰɺp = 1.8 GeV/c ͷ͜͜Ͱɺf (p) ͸લํͷӡಈྔ෼෍ɺg(p, θ) ͸֯࣌ γβ = 3.65 ʹͳΔ͔Βɺγβcτ = 3.65 × 3.71 =౓ґଘੑΛද͠ɺͦΕͧΕɺΔɻैͬͯɺಛʹ௿͍ӡಈྔྖҬͰ K தؒࢠ౳B

13.5 m ͝ͱʹ‫ ͕౓ڧ‬1/e ʹ‫ݮ‬Δͱ͍͏͜ͱͰ͋
ͷΑ͏ͳण໋ͷ୹ཻ͍ࢠΛೋ࣍ϏʔϜͱͯ͠༻
͍Δ৔߹͸ɺग़དྷΔ‫ݶ‬ΓϏʔϜϥΠϯͷ૯௕Λ
୹͘͢Δ͜ͱ͕؊৺Ͱ͋Δ † ɻ
d2 N
dpdΩ ͸ɺ୯Ґӡಈྔɺ୯Ґཱମ֯ɺ1 ൓Ԡཅࢠ౰ͨΓͷੜ੒ೋཻ࣍ࢠ਺Ͱ͋Γɺೋཻ࣍ࢠͷੜ੒2d σඍ෼அ໘ੵ dpdΩͱͷؔ܎͸࣍ࣜͰද͞ΕΔɻ

d2 σ
d2 N
= σp
dpdΩ
dpdΩ

(3-4)

͜͜Ͱɺσp ͸ඪతʹΑΔཅࢠͷ‫ٵ‬ऩஅ໘ੵͰɺඪ
త෺࣭ͷ࣭ྔ਺Λ A ͱͯ͠ɺ͓͓Αͦ A2/3 ʹൺ†͔͠͠ͳ͕ΒɺJ-PARC ͷΑ͏ͳେ‫ࢪ౓ڧ‬ઃͷ৔߹͸ɺੜ੒ඪతͰൃੜ͢Δ‫౓ۃ‬ͷߴ์ࣹઢɾߴ೤৔ͷͨΊʹɺೋ࣍ϏʔϜϥΠϯి࣓ੴΛඪతʹ͚ۙͮΔͷʹ΋‫ݶ‬ք͕͋Δ্ɺ
ඞཁͳ์ࣹઢःณ΋ඇৗʹް͘ͳΔͨΊɺҰ࣍ཅࢠϏʔϜ‫Ͳ΄͢૿͕౓ڧ‬ೋ࣍ϏʔϜϥΠϯͷ૯௕͕௕͘ͳͬͯɺҰ࣍ϏʔϜʹର͢Δೋ࣍ϏʔϜͷ‫౓ڧ‬ൺ͕௿͘ͳͬͯ͠·͏ɺͱ͍͏δϨϯϚΛ๊͍͑ͯΔɻैͬͯɺ͍͔ʹޮ཰Α͘ྫྷ٫͠ःณ͢Δ͔͕ॏཁͱͳΔɻ

f (p) = ApppD1−
exp −C E
pi
pi

/

(3-6)

0

1

(3-7)

+

,

.

g(p, θ) = exp −F θ(p − Gpi cosH θ)Ͱ༩͑ΒΕΔɻpi ͱ p ͸ͦΕͧΕೖࣹཅࢠͱੜ
੒ೋཻ࣍ࢠͷӡಈྔ [GeV/c]ɺθ ͸࣮‫Ͱܥࣨݧ‬ͷೋཻ࣍ࢠͷੜ੒֯౓ [rad] Ͱ͋ΔɻA ∼ H ͸ೋཻ࣍ࢠͷछྨʹԠͨ͡ύϥϝʔλͰɺ࣮‫ݧ‬σʔλ΁ͷϑΟοτʹΑΓ‫ٻ‬ΊΒΕ͍ͯΔɻπ ± தؒ
ࢠɺK ± தؒࢠɺ൓ཅࢠʹର͢Δ֤ύϥϝʔλͷ஋Λ Table 1 ʹ·ͱΊͨɻಛච͢΂͖͸ɺ͜ΕΒͷύϥϝʔλ͸ඪత෺࣭ͷछྨʹґΒͳ͍͜ͱ
Ͱ͋Δɻ͜ΕΛ༻͍ͯɺྫ͑͹ɺೖࣹཅࢠͷӡಈ
ྔ͕ 30.9 GeV/c ͷ࣌ͷɺӡಈྔ 1.1 GeV/c ͱ

1.8 GeV/c ͷ K − தؒࢠͷੜ੒֯౓෼෍Λϓϩοτ͢Δͱ Fig. 8 ͷΑ͏ʹͳΔɻ0 ౓Ͱ͸ͳ͘ 5 ∼ 6౓લ‫࠷Ͱޙ‬େʹͳ͍ͬͯΔ͜ͱ͕෼͔Δɻͳ͓ɺೋ࣍ཅࢠͷੜ੒ඍ෼அ໘ੵʹ͍ͭͯ͸ɺಉ༷ͷ‫ܦ‬‫ ͕ࣜݧ‬C.L. Wang ʹΑͬͯ༩͑ΒΕ͍ͯΔ [5]ɻTable 1 Sanford ͱ Wang ʹΑΔ֤ೋཻ࣍ࢠͷੜ੒ඍ෼அ໘ੵͷύϥϝʔλɻ
A

B

C

D

E

F

G

H

π+

1.092

0.6458

4.046

1.625

1.656

5.029

0.1722

82.65

π−

0.821

0.5271

3.956

1.731

1.617

4.735

0.198488.75

K+0.05897

0.6916

3.744

4.520

4.190

4.928

0.192250.28

K−0.02210

1.323

9.671

1.712

1.643

4.673

0.168677.27

൓ཅࢠ

0.001426

1.994

9.320

1.672

1.480

4.461

0.202678.00(a)z ͔Β z + dz ͷؒͷඍখ۠ؒʹ͓͚Δੜ੒ޮ཰dzdη ͸ɺཅࢠ͕ް͞ z ͚ͩඪతΛ௨ա͢Δ֬཰ͱɺ

二次粒子

入射陽子

ް͞ dz Ͱ൓Ԡ͢Δ֬཰ɺͦͯ͠ɺੜ੒͞Εͨೋz

T- zཻ࣍ࢠ͕࢒Γͷඪతް͞ t − z ͷதͰ‫ٵ‬ऩ͞Εͣʹ௨ա͢Δ֬཰ͷੵͰ༩͑ΒΕΔͷͰɺೋཻ࣍ࢠ(b)ͷ૬‫༻࡞ޓ‬௕Λ λs ͱͯ͠ɺ

二次粒子
入射陽子

dη = exp(−

Fig. 9 ඪతͰೖࣹཅࢠ͔Βೋཻ࣍ࢠ͕ੜ੒͞Εେ֯౓Ͱੜ੒͞ΕΔ৔߹ɻη=‫ه‬ͷ Sanford ͱ Wang ͷࣜΑΓ΋‫ʹܹٸ‬མͪࠐΜͰ͍͘ɻ͜Ε͸௿ӡಈྔྖҬͰͷӡಈֶతޮՌʹΑΔ΋ͷͰɺ“kinematic reflection” ͱ͍͏ϞσϧͰཧղ͞ΕΔɻৄࡉ͸ࢀߟจ‫[ ݙ‬6] Λࢀর͞Ε

(3-9)

Ͱ͋Δɻ͜ΕΛඪతͷް͞ t ·Ͱੵ෼͢Ε͹ɺΔ൓Ԡͷ໛ࣜਤɻ(a) 0 ౓Ͱੜ੒͞ΕΔ৔߹ɻ(b)ೋཻ࣍ࢠͷӡಈྔ͕௿͘ͳΔͱɺͦͷऩྔ͸্

dz
t−z
z
)·
· exp(−
)
λp λp
λs

.
/
⎧
⎪
1
t
t
⎪
⎪
exp(− ) − exp(− )⎪⎪⎪1 − λp /λs
λs
λp
⎪
⎨

(λp ̸= λs )

⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
t
t
⎪
⎪
exp(− )⎩λp

(λp = λs )λp(3-10)͕ಘΒΕΔɻ

࣍ʹɺFig. 9(b) ͷΑ͏ʹɺೖࣹϏʔϜํ޲ʹे෼ʹࡉ௕͍ඪత͔Βେ֯౓Ͱೋ࣍ϏʔϜΛੜ੒͍ͨɻੜ੒ޮ཰ η ͸ɺೖࣹཅࢠ͕ඪత෺࣭ͱ൓Ԡ͠ɺ

͢Δ৔߹Λߟ͑Δɻ͜ͷ৔߹ɺੜ੒͞Εͨೋཻ͔࣍ͭੜ੒͞Εͨೋཻ࣍ࢠ͕ඪత͔Β์ग़͞ΕΔ֬

ࢠͷඪత಺Ͱͷ‫ٵ‬ऩ͸ແࢹͰ͖Δ͔Βɺη ͸ೖࣹ཰Ͱ͋Γɺඪతͷࡐ࣭ɺް͞΍‫ܗ‬ঢ়ɺೋཻ࣍ࢠͷཅࢠͷඪతͰͷ൓Ԡ֬཰͚ͩͱͳΓɺੜ੒֯౓౳ʹΑܾͬͯ·Δɻཅࢠͷ૬‫༻࡞ޓ‬௕Λ

λp ͱ͢Δͱɺ͜Ε͸୯Ґ௕͞౰ͨΓཅࢠ͕൓Ԡ
͢Δׂ߹ͷ‫͋Ͱ਺ٯ‬Δ͔Βɺް͞ t ͷඪతΛ௨ա
͢Δཅࢠͷׂ߹͸ exp(−t/λp ) Ͱ͋Δɻ‫ٵ‬ऩஅ໘η = 1 − exp(−t)
λp(3-11)

Ͱ͋Δɻ͜Ε͸ɺࣜ (3-10) Ͱɺ1/λs → 0 ͱͨ͠‫ۃ‬‫ʹݶ‬౳͍͠ɻੜ੒ඪతͰͷϏʔϜϩεྔͱͯ͠ɺ

ੵ σp ͱͷؔ܎͸ɺඪతͷີ౓Λ ρɺΞϘΨυϩ

Α͘ʮ૬‫༻࡞ޓ‬௕Ͱ 50 %ϩεʯͱ͍͏‫ํ͍ݴ‬Λ͢਺Λ NA ͱͯ͠ɺΔ͕ɺͦΕ͸͜ͷࣜ (3-11) ʹ͓͚Δ η ͕ 50 %ͱ

1
ρNA
=
σp
λp
A

(3-8)

͍͏ҙຯͰ͋Δɻੜ੒ೋཻ࣍ࢠͷ‫ٵ‬ऩ͕ແ͍෼ͩ
͚ೋ࣍ϏʔϜ‫͕౓ڧ‬େ͖͘ͳΔͷͰɺ௿ӡಈྔͷͰ͋Δɻྫͱͯ͠ɺFig. 9(a) ͷΑ͏ʹɺೋ࣍Ϗʔ

K தؒࢠͳͲɺલํΑΓ΋༗‫ʹ֯ݶ‬ੜ੒ϐʔΫ͕Ϝͷੜ੒͕֯ 0 ౓ͷ৔߹Λߟ͑Δͱɺඪతͷਂ͞

͋Δ৔߹͸ɺͦͷ֯౓ʹੜ੒֯Λ߹Θ্ͤͨͰඪ

తͷԣ෯ΛͳΔ΂͘খ͘͞ (౰વɺೖࣹཅࢠϏʔ͜ΕΛɺ੩ి৔ͷ௕͞ l ·Ͱੵ෼͢ΔͱɺϜͷԣ෯΋খ͘͞) ͢Δํ͕๬·͍͠ɻ

y=

y′ =

dy
eEl
=
dz
pcβ

(4-3)

͕ಘΒΕΔɻैͬͯɺඞཁ (ෆཁ) ͳཻࢠͷ଎౓ͱೋཻ࣍ࢠͷ෼཭

4

eEl2
,
2pcβ

࣭ྔΛͦΕͧΕ βw (βu )ɺmw (mu ) ͱ͢Δͱɺඞ
ੜ੒ඪతʹҰ࣍ϏʔϜ͕রࣹ͞ΕΔ͜ͱͰੜ͡

Δೋཻ࣍ࢠ͸ɺछྨ΋ӡಈྔ΋༷ʑͰ͋Δɻͦͷத͔Βɺ໨తʹ߹ͬͨछྨͱӡಈྔͷཻࢠ͚ͩΛબͼग़࣮ͯ͠‫ݧ‬ΤϦΞ΁ͱಋ͘͜ͱͰɺೋ࣍ϏʔϜͱͯ͠ར༻Ͱ͖ΔΑ͏ʹͳΔɻҰ༷࣓৔தΛ௨
ա͢Δՙిཻࢠ͕ड͚Δภ޲֯౓͸ిՙʹൺྫͯ͠ӡಈྔʹ൓ൺྫ͢ΔͷͰɺి࣓ੴΛ༻͍Δ͜ͱ

ཁཻࢠͱෆཁཻࢠ͕ड͚Δภ޲ͷࠩɺ͢ͳΘͪɺҟͳΔछྨͷཻࢠؒͷ෼཭ͷେ͖͞͸ɺ
+

,

eEl 1
1
∆y =
−
pc βw
βu
1
eEl 0
2 2
2 2
≈
(m
c
)
−
(m
c
)
(4-4)
w
u
2(pc)3′

ͱͳΔɻͰೋཻ࣍ࢠͷిՙͱӡಈྔΛબผͰ͖Δɻ͔͠͠ɺ

͜Ε͸ɺ੩ి৔͔Βड͚Δภ޲͕଎౓ (͋Δ͍࣓৔͚ͩͰ͸ཻࢠͷछྨ·Ͱબผ͢Δ͜ͱ͕ग़དྷ͸࣭ྔ) ʹґଘ͍ͯ͠Δ͜ͱΛ͍ࣔͯ͠Δɻ͜ͷͳ͍ɻͦ͜ͰɺӡಈྔͷଗͬͨҟཻࢠؒͰ͸࣭ྔ͜ͱΛར༻ͯ͠ɺ2 ຕͷฏߦฏ൘ి‫ిߴʹۃ‬ѹΛͷҧ͍͸଎౓ͷҧ͍ͱͳͬͯ‫ݱ‬ΕΔ͜ͱ͔Βɺภ͔͚ͯɺి‫ൃʹؒۃ‬ੜͨ͠੩ి৔ͷதʹϏʔϜΛ޲͕଎౓ʹґଘ͢Δి৔Λ༻͍ͯɺཻࢠΛબผ͢௨͢͜ͱͰཻࢠͷछྨΛબผ͢Δ૷ஔ͕ɺ੩ిηΔ ‡ ɻಛʹɺK தؒࢠ΍൓ཅࢠͱ͍ͬͨɺੜ੒அ

ύϨʔλͰ͋Δɻ࣮ࡍͷ࢖͍ํ͸ɺඞཁͳछྨͷ໘ੵͷখ͍͞ (π தؒࢠʹൺ΂Δͱͦͷࠩ͸ 2 ཻܻࢠ͕ి৔͔Βड͚Δภ޲ (ࣜ (4-3)) ΛΩϟϯη

Ҏ্!) ཻࢠΛೋ࣍ϏʔϜͱͯ͠ར༻͢Δʹ͸ɺ͜ϧ͢ΔΑ͏ʹɺి৔ʹ௚ަ͢Δ޲͖ͷ࣓৔Λ͔͚ͷཻࢠબผ͸ඇৗʹॏཁͰ͋Δɻ

ͯɺҟͳΔछྨͷෆཁͳཻࢠΛத৺‫ي‬ಓ͔ΒҳΒ͠ɺ໨తͷཻࢠ͚͕ͩ‫͍ڱ‬εϦοτΛ௨աͰ͖Δ

4.1

Α͏ʹ͢Δɻిՙ eɺ଎౓ v ͷཻࢠʹಇ͘ϩʔϨ੩ిηύϨʔλϯπྗ࣭ྔ mɺిՙ e ͷཻࢠ͕ɺਐߦํ޲ (z) ʹਨ௚ͳํ޲ (y) ʹ͔͚ΒΕͨ੩ి৔ E ͷதΛ௨Δ৔߹ͷӡಈํఔࣜ͸ɺd2 yγm 2 = eE
dt

(4-1)

Ͱ༩͑ΒΕΔɻηύϨʔλి৔ʹΑΔ଎౓ͷมԽͷׂ߹͸ඇৗʹখ͍͞ͷͰແࢹ͍ͯ͠Δɻཻࢠͷӡಈྔͱ଎౓ΛͦΕͧΕ pɺv = cβ ͱͯ͠ɺࣜ

(4-1) Λ z ʹ͍ͭͯͷඍ෼ํఔࣜʹ௚ͤ͹ɺ
d2 y
eE
=
dz 2
γmv 2

(4-2)

F = e(E + vB)(4-5)

Λ 0 ʹ͢Ε͹ྑ͍͔Βɺඞཁͳ௚ަ࣓৔ͷ‫౓ڧ‬͸ɺ

B=−

E
E
=−
v
cβ

(4-6)

Ͱ͋Δɻྫ͑͹ɺి‫ؒۃ‬ͷΪϟοϓ͕ 10 cmɺి ѹ ͕ 600 kV ͷ ੩ ి η ύ Ϩ ʔ λ ͷ ৔ ߹ ɺ

E = 600 kV / 10 cm = 6 MV/m ͱͳΔ͔Βɺp = 1.8 GeV/c ͷ K தؒࢠΛ௨࣌͢√͸ɺβ = 1.8/ 1.82 + 0.49372 = 0.964 ΑΓɺ|B| = 6 × 106 /(3 × 108 × 0.964) = 0.0207 T ͱ
ͳΔɻඞཁͳి৔Λग़ͨ͢Ίͷେม͞ʹൺ΂Δͱɺ࣓৔Ͱ‫͛ۂ‬Δํ͕ͣͬͱָͳͷ͕෼͔Δɻ
੩ిηύϨʔλͱ࢛‫࣓ిۃ‬ੴΛ૊Έ߹Θͤͨ‡ి৔Λ༻͍Δํ๏Ҏ֎ʹ΋ɺྫ͑͹ɺ෺࣭தΛ௨ա͢Δ
ՙిཻࢠ͕ड͚ΔΤωϧΪʔϩε͕଎౓ʹґଘ͍ͯ͠Δ͜ͱΛར༻͢Δํ๏΋͋Δɻ

ϏʔϜϥΠϯͷ໛ࣜਤΛ Fig. 10 ʹࣔ͢ɻϏʔϜޫֶͱͯ͠͸ɺ੩ిηύϨʔλͰԖ௚ํ޲ʹฏߦ

y0

B y
1

f0

Dy’

y2

Dy 2

E

f2

f1

Fig. 10 ੩ిηύϨʔλͱ࢛‫࣓ۃ‬ੴΛ૊Έ߹ΘͤͨϏʔϜϥΠϯͷ໛ࣜਤɻϏʔϜΛ࡞ͬͨ (R44 = 0) ‫ޙ‬ɺεϦοτ (͠͹͠ΔԖ௚ϏʔϜαΠζʹ൓ൺྫ͢Δͱ͍͏͜ͱ͸ɺ͹ “ϚεεϦοτ” ͱ‫ )Ϳݺ‬ҐஔͰԖ௚ํ޲ʹऩଋඪతʹೖࣹ͢ΔҰ࣍ཅࢠϏʔϜͷԖ௚αΠζ͕খͤ͞Δ (R34 = 0) ͜ͱʹΑΓɺηύϨʔλͰͷ͚֯͞Ε͹খ͍͞΄Ͳ࣭ྔ෼཭ੑೳ͕ߴ͘ͳΔɺͱ౓ͷࠩ ∆y ′ ΛɺεϦοτͰͷҐஔͷࠩ ∆y2 ʹม͍͏͜ͱͰ͋Δɻ·ͨɺඪతͷ௕͞ (Ԟߦ͖) ͕‫͢׵‬Δɻ͜ͷγεςϜʹΑΔ࣭ྔ෼཭ͷੑೳ͸ɺ௕͍ͱͦΕ͚ͩೋ࣍ϏʔϜϥΠϯ͔Β‫࣌ͨݟ‬ͷઢ

S≡

∆y2
y2

(4-7)

‫ݯ‬ͷ૾͕΅͚ΔͷͰɺඪత͸ͳΔ΂͘୹͍ํ͕ྑ
͍ɻ͜ͷ͜ͱͱೋ࣍ϏʔϜ‫ͱ౓ڧ‬Λཱ྆ͤ͞Δͨ

ͱఆٛͨ͠෼཭ੑೳࢦ਺ S ͰධՁͰ͖Δɻ͜͜Ίʹ͸ɺඞવతʹඪతͷີ౓͸ग़དྷΔ‫ݶ‬Γߴ͍ํͰɺy2 ͸εϦοτҐஔͰͷԖ௚ํ޲ͷϏʔϜα

͕޷·͍͠ɺͱ͍͏͜ͱʹͳΔɻ

ΠζͰ͋ΔɻηύϨʔλલ‫ޙ‬ͷ࢛‫࣓ۃ‬ੴμϒϨ࣮ͨͩ͠ࡍʹ͸ɺඪతपลʹ͍Ζ͍Ζͳ෺࣭͕οτͷয఺‫཭ڑ‬ΛͦΕͧΕ f1 ɺf2 ͱ͠ɺઢ‫Ͱݯ‬ଘࡏ͢ΔͷͰɺҰ࣍ཅࢠͷϏʔϜϋϩʔ͕ͦΕΒͷԖ௚ํ޲ͷϏʔϜαΠζͱ֯౓ΛͦΕͧΕ y0 ɺʹ౰ͨͬͯൃੜͨ͠ෆཁཻࢠ (π தؒࢠ) ΍ɺ్தφ0 ɺηύϨʔλͰͷϏʔϜαΠζΛ y1 ͱ͢Δͱɺͷೋ࣍ϏʔϜϥΠϯ‫ࢄͰثػ‬ཚͨ͠ π தؒࢠ͕ࠞ

∆y2 = f2 ∆y ′ ɺy2 = ff21 y0 Ͱ͋Γɺy0 ͕े෼খ͞

͟ΓࠐΜͰ͘ΔଞɺඪతͰൃੜͨ͠୹ण໋ͷதੑ͚Ε͹ y1 ≈ f1 φ0 Ͱ͋Δ͔Β (2.2 અͷ༌ૹߦྻK தؒࢠ (KS0 ) ่͕յͯ͠ π தؒࢠΛ์ग़͢Δf2 ∆y ′
(f2 /f1 )y0
y1 ∆y ′=
y0 φ 0ͳઢ‫Ͱݯ‬ͷ૾͕͸͖ͬΓ͠ͳ͍ π தؒࢠΛ “cloudͷ૊Έ߹ΘͤͷྫΛࢀর)ɺࣜ (4-7) ͸S =ͷͰɺઢ‫Ͱݯ‬ͷ π தؒࢠͷ૾͕΅͚Δɻ͜ͷΑ͏π” ͱ‫ͼݺ‬ɺ‫Ͱࢉܭ‬ͷೋ࣍ϏʔϜͷ७౓ (K/π ൺ)(4-8)͕࣮ࡍͷଌఆ஋ͱҰக͠ͳ͍‫ݪ‬Ҽͱͳ͍ͬͯΔɻ

cloud π ͷӨ‫ڹ‬Λ‫ݮ‬Βͨ͢ΊͷରࡦͷҰͭͷྫͱͱͳΔɻ͜ΕΛ‫ݟ‬Ε͹ɺηύϨʔλͷ෼཭ੑೳ͸ͯ͠͸ɺηύϨʔλΛ 2 ୆༻ҙ͠ɺ1 ୆໨ͷηύੜ੒ඪతͰͷԖ௚ํ޲ͷϏʔϜαΠζͱ֯౓ɺ͢

Ϩʔλ௨ա‫ޙ‬ͷεϦοτͰೋ࣍ϏʔϜͷ૾Λ࠶ఆͳΘͪΞΫηϓλϯεʹ൓ൺྫ͢Δ͜ͱ͕෼͔

ٛ͠ɺͦΕΛ 2 ୆໨ͷηύϨʔλͰཻࢠ෼཭͢Δɺ

Δɻೋ࣍ϏʔϜ‫౓ڧ‬͸ϏʔϜϥΠϯͷΞΫηϓλ

ͱ͍͏ํ๏͕͋Δɻϯεʹൺྫ͢Δ (ࣜ (3-1)) ͷͰɺ͜Ε͸ɺೋ࣍੩ిηύϨʔλͷߏ଄ʹ͸ɺେ͖͘෼͚ͯɺి

ϏʔϜͷ‫ͱ౓ڧ‬७౓ͱ͸ຊ࣭తʹ૬൓͢Δཁ‫Ͱٻ‬৔ͱಉ۠ؒ͡ʹҰ༷࣓৔Λൃੜͤ͞Δ࣓৔‫ڞ‬ଘ‫ܕ‬͋Δɺͱ͍͏͜ͱΛҙຯ͍ͯ͠Δɻैͬͯɺೋ࣍

(Fig. 11) ͱɺి৔ͷલ‫ʹޙ‬ಠཱͨ͠ิঈ࣓ੴΛϏʔϜϥΠϯͷઃ‫͍͓ͯʹܭ‬͸ɺ࣮‫ݧ‬Ϣʔβʔͷ഑ஔ͢Δ࣓৔෼཭‫( ܕ‬Fig. 12) ͷ 2 छྨ͕͋Δɻཁ๬ʹ߹Θͤͯ‫ͱ౓ڧ‬७౓ͱͷόϥϯεΛ͏·྆͘ऀͷϝϦοτɺσϝϦοτΛྻ‫͢ڍ‬Δͱ࣍ͷΑऔΔ͜ͱΛ͕ॏཁͰ͋Δɻ·ͨɺੜ੒ඪతʹ͓͚

͏ʹͳΔɻ

+
B

p
K
p

E

-

slit

Fig. 13 K1.8 ϏʔϜϥΠϯ༻࣓৔෼཭‫ܕ‬੩ిη
Fig. 11 ࣓৔‫ڞ‬ଘ‫ܕ‬੩ిηύϨʔλͷ໛ࣜਤɻύϨʔλͷࣸਅɻ

+
B

B

p
K
p

E
CM1

-

CM2

slit

Fig. 12 ࣓৔෼཭‫ܕ‬੩ిηύϨʔλͷ໛ࣜਤɻ࣓৔‫ڞ‬ଘ‫ܕ‬

Fig. 14 K1.1 ϏʔϜϥΠϯ༻࣓৔‫ڞ‬ଘ‫ܕ‬੩ిη• ໨తͷཻࢠʹରͯ͠͸ೖ‫͔ޱ‬Βग़‫Ͱ·ޱ‬ৗʹύϨʔλͷࣸਅɻ• ి‫ͱۃ‬ಉ͡௕͚࣓ͩ͞‫ͱۃ‬ίΠϧ͕ඞཁͳͷࣸਅΛ Fig. 13 ʹࣔ͢ɻ੩ిηύϨʔλʹΑΔཻ• ผͷ࣓ੴΛஔ͘ඞཁ͕ͳ͍ͷͰϏʔϜϥΠϯηύϨʔλຊମ͔Β཭Εͨ৔ॴʹߴిѹൃੜ‫ث‬Λ

ภ޲͕ 0 ͳͷͰɺΞΫηϓλϯε͕େ͖͍ɻ
Ͱɺίετ͕ߴ͍ɻ

ͷ૯௕Λ୹͘ग़དྷΔɻ

ࢠ෼཭ࣗମ͸‫͔͘ݹ‬Β͋Δٕज़Ͱ͋Δ͕ɺੲ͸ɺஔ͖ɺͦΕͱຊମͱΛߴిѹέʔϒϧͰ઀ଓ͢Δ
ߏ଄Ͱ͋ͬͨͨΊɺέʔϒϧ΍ͦͷ઀ଓ୺ࢠ෦Ͱ

࣓৔෼཭‫ܕ‬• ໨తͷཻࢠ΋੩ి৔۠ؒ͸์෺ઢΛඳͨ͘ΊΞΫηϓλϯε͕‫ͳ͘ڱ‬Δɻ• ి‫ۃ‬ͷ௕͞ʹൺ΂ͯͣͬͱখ͍͞ి࣓ੴΛஔ͚ͩ͘ͰࡁΉͷͰɺߏ଄͕୯७ʹͳΓɺίετ΋Լ͛ΒΕΔɻ• લ‫ʹޙ‬ஔ͘ิঈి࣓ੴͷ෼͚ͩɺϏʔϜϥΠϯͷ૯௕͕௕͘ͳΔɻҎ্ͷ͜ͱ͔ΒɺҰൠతʹ 1 GeV/c ఔ౓ҎԼͷͷτϥϒϧ͕සൃ͍ͯͨ͠ɻ1970 ೥୅‫ޙ‬൒ɺߴΤωϧΪʔՃ଎‫( ߏػڀݚث‬౰࣌͸ߴΤωϧΪʔ෺ཧֶ‫ )ॴڀݚ‬12GeV ཅࢠγϯΫϩτϩϯࢪઃ(12GeV PS) ͷࢁຊ໌Β͸ɺຊମͷਅۭ༰‫ߴʹث‬ిѹൃੜ‫ث‬Λ௚઀Ϛ΢ϯτ͢Δ͜ͱͰͦͷ໰୊Λղܾ͠ɺैདྷΑΓ΋ߴ͍ి৔ޯ഑Λ࣮‫͢ݱ‬Δ੩ిηύϨʔλΛ։ൃͨ͠ [7]ɻࣸਅͷ K1.8 ϏʔϜϥΠϯ༻੩ిηύϨʔλ͸ɺ‫ج‬ຊతͳߏ଄͸ͦΕΛ౿ऻͭͭ͠ɺJ-PARC ͷߴ์ࣹઢ‫ʹڥ؀‬΋଱͑ΔΑ͏ʹ༗‫ػ‬थࢷྨΛηϥϛοΫʹஔ͖‫ͨ͑׵‬଱์௿ӡಈྔͷϏʔϜϥΠϯͰ͸࣓৔‫ڞ‬ଘ‫͕ܕ‬ɺͦΕࣹઢ࢓༷ͷ΋ͷͰ͋Δ [8]ɻి‫ؒۃ‬ͷΪϟοϓ͸

ΑΓ΋ߴ͍ӡಈྔͷϏʔϜϥΠϯͰ͸࣓৔෼཭‫ܕ‬

10 cmɺ࠷େిѹ͸ 800 kV Ͱ͋Δɻ1 ຕͷి‫ۃ‬ͷ͕࢖ΘΕ͍ͯΔɻ

௕͕͞ 3 m ͰɺͦΕΛϏʔϜํ޲ʹ 2 ຕ࿈݁͢Δ

J-PARC ϋυϩϯ࣮‫ࢪݧ‬ઃͷ K1.8 ϏʔϜϥΠϯͰ࢖ΘΕ͍ͯΔ࣓৔෼཭‫ܕ‬੩ిηύϨʔλͷ͜ͱͰ௕͞ 6 m ͷ੩ి৔ΛੜΈग़͍ͯ͠Δɻ

Fig. 14 ͕ɺಉ͘͡ϋυϩϯ࣮‫ࢪݧ‬ઃͷ K1.1BR

一次ビームライン

T1標的
D1 Q1
Q2
D2

D
1

Q Q
1 2

D
2

QOQ S
314 1

S Q Q
2 5 6

D
3

Q Q
7 8

鉛直方向

IF

IF
Q3
Q4

5m

MS1

HFOC

FF

ESS1

S1
S2

ESS1
0

25cm

22m

Q5
Q6

MS1

D3
HFOC
Q7
Q8

水平方向

25cm

Fig. 16 K1.1BR ϏʔϜϥΠϯͷ 1 ࣍ͷϏʔϜΤϯϕϩʔϓɻ্൒෼͸Ԗ௚ํ޲ɺԼ൒෼͕ਫฏ
ํ޲ͷΤϯϕϩʔϓͰɺ఺ઢ͸ӡಈྔ෼ࢄΛද͢ɻ

FF

Fig. 15 K1.1BR ϏʔϜϥΠϯͷϨΠΞ΢τɻϜΤϯϕϩʔϓͰ͋Δɻ·ͣɺ2 ୆ͷภ޲ి࣓ੴ

(D1ɺD2) ʹΑͬͯ 1 ࣍ϏʔϜϥΠϯΑΓऔΓग़ϏʔϜϥΠϯͰ࢖ΘΕ͍ͯΔ࣓৔‫ڞ‬ଘ‫ܕ‬੩ిηύ͞Εͨ 2 ࣍ϏʔϜ͸ɺ࠷ॳͷμϒϨοτ࢛‫࣓ిۃ‬ϨʔλͷࣸਅͰ͋Δɻ࣓৔Λൃੜͤ͞ΔίΠϧͱੴ (Q1ɺQ2) ʹΑͬͯԖ௚ํ޲ʹऩଋ͞Ε݁૾͢ϤʔΫ͕ਅۭ༰‫ث‬Λғ͍ͬͯΔɻ12GeV PS ͷ K5

Δ (R34 = 0)ɻ͜ͷதؒ૾ (IF) ͷ஍఺ͰεϦοϏʔϜϥΠϯͰ࢖ΘΕ͍ͯͨ΋ͷΛΦʔόʔϗʔϧͯ͠࠶ར༻͍ͯ͠Δɻి‫ۃ‬ͷ௕͞͸ 2 mɺΪϟοϓ͕ 10 cm Ͱɺ࠷େిѹ͸ 800 kV Ͱ͋Δɻ

4.1.1

࣮ࡍͷϏʔϜϥΠϯͷྫ 2:τΛ௨͢͜ͱͰɺcloud π ΛऔΓআ͖ɺೋ࣍ϏʔϜͷ૾Λ࠶ఆٛ͢Δɻ2 ͭ໨ͷμϒϨοτ࢛‫ిۃ‬࣓ੴ (Q3ɺQ4) ͰฏߦϏʔϜΛ࡞Γ (R44 = 0)ɺ
੩ిηύϨʔλ ESS1 Λ௨աͤ͞ɺ࣍ͷμϒϨο
τ࢛‫࣓ిۃ‬ੴ (Q5ɺQ6) ʹΑͬͯϚεεϦοτ

K1.1BRϏʔϜϥΠϯ

(MS1) ͰԖ௚ํ޲ʹ݁૾ͤ͞Δ (R34 = 0)ɻͦͷ‫ޙ‬ɺภ޲ి࣓ੴ D3 Ͱ 45 ౓‫ޙͨ͛ۂ‬ɺਫฏํ޲

੩ిηύϨʔλΛ༻͍ͨՙిೋ࣍ϏʔϜϥΠϯʹ෼ࢄͳ͘ऩଋͤͯ͞ (R12 = R16 = 0) εϦοͷ࣮ࡍͷྫͱͯ͠ɺJ-PARC ϋυϩϯ࣮‫ࢪݧ‬ઃͷ

τ HFOC Λ௨͢͜ͱͰɺ͞Βʹ७౓Λ޲্ͤ͞

K1.1BR ϏʔϜϥΠϯ [10] Λ‫ͯݟ‬ΈΑ͏ɻ͜Ε

͍ͯΔɻ࠷‫ʹޙ‬μϒϨοτ࢛‫࣓ిۃ‬ੴ (Q7ɺQ8)

͸ɺK1.1 ϏʔϜϥΠϯͷ్த͔Β෼‫͢ذ‬Δ‫Ͱܗ‬ʹΑͬͯ࠷ऴऩଋ఺ (FF) Ͱਫฏํ޲ɺԖ௚ํ޲

ઃ‫͞ܭ‬ΕͨϏʔϜϥΠϯͰɺओʹ੩ࢭ K தؒࢠͱ΋ʹ݁૾͢Δ (R12 = R34 = 0)ɻ

Λ༻͍࣮ͨ‫ݧ‬ͷͨΊʹɺ1.0 GeV/c ҎԼͷ௿ӡಈ‫ࢉܭ‬ίʔυ TURTLE Λ༻͍ͯɺ੩ిηύϨʔྔͷ K தؒࢠϏʔϜΛఏ‫͢ڙ‬ΔϏʔϜϥΠϯͰλʹ 750 kV ͷిѹΛ͔͚ͨ࣌ͷɺ0.8 GeV/c

͋ΔɻϨΠΞ΢τΛ Fig. 15 ʹࣔ͢ɻϏʔϜϥΠͷ π − தؒࢠͱ K − தؒࢠͷ MS1 ͰͷԖ௚Ґϯͷ૯௕͸ 21.5 m Ͱ͋ΔɻFig. 8 Ͱ‫ͨݟ‬Α͏ʹɺஔ෼෍Λ‫݁ͨ͠ࢉܭ‬ՌΛ Fig. 17 ʹࣔ͢ɻϚε௿ӡಈྔͷ K − தؒࢠ͸ 5 ∼ 6 ౓ʹੜ੒ͷϐʔΫεϦοτͷ։‫ޱ‬Λ ±2mm ͱͨ࣌͠ɺΞΫηϓλ

ʹͱ͍ͬͯΔɻ

0.8 GeV/c K − தؒࢠͷ‫౓ڧ‬͸ 2.3 × 105 /spillɺ͕͋ΔͷͰɺ1 ࣍ϏʔϜ࣠ʹର͢Δੜ੒֯͸ 6 ౓

Fig. 16 ͕ɺK1.1BR ϏʔϜϥΠϯͷ 1 ࣍ͷϏʔ

ϯε͸ 3.7 msr·%∆p/pɺ50 kW ཅࢠϏʔϜͰͷ७౓͸ K − : π − = 1 : 4 Ͱ͋Δɻͨͩ͠ɺ͜ΕʹK pp(x1/1700)

p
t

t
K

K-

RF2

RF1

中心
ストッパー

“-I” の光学

Fig. 18 2 ୆ͷ RF ۭಎΛ༻ཻ͍ͨࢠ෼཭๏ͷ֓y (cm)

Fig. 17 K1.1BR ϏʔϜϥΠϯͷϚεεϦοτ

೦ਤɻ͜͜Ͱ͸ π தؒࢠ͔Β K தؒࢠ͚ͩ෼཭
͢Δ৔߹Λඳ͍͍ͯΔɻʹ͓͚Δɺ0.8 GeV/c ͷ π − தؒࢠͱ K − தؒࢠͷԖ௚ํ޲ͷҐஔͷ෼෍ɻʹͳΔͷͰɺੜ੒ඪత͔Β RF ۭಎ·Ͱͷ౸ୡ࣌ؒͷҧ͍ʹΑཻͬͯࢠͷछྨΛબผ͢Δ΋ͷͰ͋͸ cloud π ͸‫·ؚ‬Ε͍ͯͳ͍ɻ

Δɻ͔͠͠ͳ͕ΒɺJ-PARC ϋυϩϯ࣮‫ࢪݧ‬ઃͰ͸ɺόϯνߏ଄Λ࣋ͨͳ͍஗͍औΓग़͠ϏʔϜͰ

4.2

RF ηύϨʔλࣜ (4-4) ͔Β෼͔ΔΑ͏ʹɺ੩ిηύϨʔλ͋ΔͨΊɺ͜ͷํ๏͸ద༻Ͱ͖ͳ͍ɻͦ͜ͰɺRFۭಎΛ 2 ୆༻ҙ͠ɺͦͷؒͷ‫཭ڑ‬ͷඈߦ࣌ؒͷࠩΛ༻ཻ͍ͯࢠΛ෼཭͢Δ [11]ɻ

ʹΑΔ෼཭ͷେ͖͞͸ϏʔϜӡಈྔͷ 3 ৐ʹ൓

2 ୆ͷ RF ۭಎΛ༻ཻ͍ͨࢠ෼཭๏ͷ֓೦ਤΛൺྫ͢ΔͷͰɺӡಈྔ͕ߴ͘ͳΔͱՃ଎౓తʹ

Fig. 18 ʹࣔ͢ɻ·ͣɺ2 ୆ͷ RF ۭಎؒΛ “−I”

෼཭͕ࠔ೉ͱͳΔɻྫ͑͹ɺి‫ؒۃ‬ͷΪϟοϓ

(I ͸୯Ґߦྻ) ͷޫֶͰ݁Ϳɻͦͯ͠ɺ1 ୆໨ͷۭ

͕ 10 cmɺ௕͕͞ 6 m ͷ੩ిηύϨʔλిಎ RF1 Ͱภ޲Λड͚ͨෆཁཻࢠ͕ɺ2 ୆Ίͷۭಎ‫ͦʹۃ‬ΕͧΕ ±300 kV ͷిѹΛ͔͚ͨ৔߹ɺ

RF2 Ͱ΋શ͘ಉ͡େ͖͞Ͱಉ͡޲͖ʹภ޲Λड͚

E = 600 kV / 10 cm = 6 MV/m ͱͳΔ͔ΒɺπΔΑ͏ʹɺ2 ͭͷ RF ͷҐ૬Λௐ੔͢Δɻ͢Δͱɺ

தؒࢠͱ K தؒࢠͱͷ෼཭ͷେ͖͞͸ɺࣜ (4-4)

RF1 ΁ͷೖࣹ࣌ͷҐ૬ʹؔΘΒͣɺෆཁཻࢠ͕ 2͔Β p = 2 GeV/c ͷ࣌ ∆y ′ = 0.5 mrad Ͱ͋Δͭͷ RF ͔Βड͚Δภ޲͸ඞͣΩϟϯηϧ͠ɺෆͷʹର͠ɺp = 4 GeV/c Ͱ͸ ∆y ′ = 0.06 mradཁཻࢠ͸த৺‫ي‬ಓʹԊͬͯԼྲྀͷத৺ετούʔͱ 1 ܻۙ͘খ͘͞ͳͬͯ͠·͏ɻैͬͯɺ࣮༻త

Ͱ‫ٵ‬ऩ͞ΕΔɻҰํɺͦΕͱ͸ҟͳΔ࣭ྔɺैͬ

ͳ 4 GeV/c ͷ K தؒࢠϏʔϜΛ࡞Δʹ͸਺े mͯҟͳΔ଎౓Λཻ࣋ͭࢠ͸ɺRF2 ͰͷҐ૬͕ҟͳ΋ͷ௕͞ͷ੩ిηύϨʔλ͕ඞཁʹͳΓɺͦΕҎΔͷͰภ޲͸Ωϟϯηϧ͞ΕͣɺRF1 ΁ͷೖ্ࣹ࣌ͷߴӡಈྔྖҬʹద༻͢Δͷ͸‫࣮ݱ‬తͰͳ͘ͳ

ͷҐ૬ʹΑͬͯࢄΒ͹ΔɻͦͷͨΊɺετούʔΔɻͦ͜Ͱɺ୅ΘΓʹ RF ηύϨʔλΛ༻ཻ͍ͨͷ֎ଆΛ௨Γൈ͚ͯੜ͖ԆͼΔɻ͜ͷํ๏ͷ৔߹ɺࢠબผ͕ඞཁʹͳΔɻ

ෆཁཻࢠ͸ (ཧ૝తʹ͸) શͯετούʔʹ‫ٵ‬ऩ͞ΕΔ͕ɺඞཁཻࢠͷҰ෦΋ετούʔʹ‫ٵ‬ऩ͞

4.2.1

2 ۭಎ๏

Εͯ͠·͏ͷͰɺೋ࣍ϏʔϜͷ‫౓ڧ‬ΑΓ΋७౓Λ
ॏࢹ͢Δ৔߹ʹదͨ͠ํ๏ͱͳΔɻ‫ʹٯ‬ɺRF2 ͷ

RF ۭಎΛ࢖ཻͬͨࢠ෼཭ͷํ๏ͱͯ͠࠷΋୯Ґ૬Λඞཁཻࢠͷඈߦ࣌ؒʹ߹ΘͤΔͱɺඞཁཻ

७ͳ΋ͷ͸ɺ1 ࣍ϏʔϜ͕όϯνߏ଄Λ͍࣋ͬͯࢠ͕ඞͣத৺‫ي‬ಓΛ௨ΓɺͦΕҎ֎ͷཻࢠ͕ࢄΒΔ৔߹Ͱɺ2 ཻ࣍ࢠͷੜ੒ͷλΠϛϯά͕཭ࢄతͷ৔߹͸ɺඞཁཻࢠ͸શͯεϦοτΛ௨Γൈ͚Δ
΋ͷͷɺෆཁཻࢠͷҰ෦΋௨Γൈ͚ΔͷͰɺ७౓ΑΓ΋‫౓ڧ‬Λॏࢹ͢Δํ๏Ͱ͋Δɻ·ͨɺલऀͷத৺ετούʔํࣜͰ͸ɺඞཁཻࢠ͕ࢄΒ͹ΔͨΊɺRF2 Ҏ߱ͷ‫ثػ‬ͷΞύʔνϟΛେ͖͘औΔ

𝜋
2𝑒𝐸𝑙
∆𝜑𝑤
sin
𝑝𝑐𝛽
2
7

偏向の振幅 [mrad]͹ΔͷͰɺεϦοτͰத৺͚ͩ௨͢‫ͳʹܗ‬Δɻ͜

6
5
4
3

p

K

2

1

͔ɺRF ภ޲ํ޲ͷϏʔϜαΠζΛৗʹখ͘͢͞0ΔΑ͏ʹޫֶΛ޻෉͢Δ͔ɺ͋Δ͍͸ɺͦͷࢄΒ

∆𝜑𝐾𝜋 = 2𝜋

4

6

8

10

∆𝜑𝑝𝜋 = 2𝜋∆𝜑𝑝𝜋 = 4𝜋12
運動量 [GeV/c]͹ΓΛΩϟϯηϧ͢Δ 3 ୆໨ͷ RF ۭಎΛ༻ҙ͢

Fig. 19 RF ۭಎ 2 ୆ʹΑΔɺཻࢠͷภ޲ͷৼ෯

Δඞཁ͕͋Δɻͷେ͖͞ɻৼ෯ͷେ͖͍ӡಈྔྖҬͰཻࢠ෼཭Մ

ͳ͓ɺK − தؒࢠΛ࢖͏৔߹͸ɺ൓ཅࢠͷྔ͕ೳͱͳΔɻগͳ͍ͷͰ π − தؒࢠΛམͱ͢͜ͱ͚ͩߟ͑Ε͹Α͍͕ɺK + தؒࢠΛ࢖͏৔߹͸ π + தؒࢠ͚ͩ
Ͱͳ͘ཅࢠ΋෼཭ͯ͠མͱ͞ͳ͚Ε͹ͳΒͳ͍ɻͷҐ૬͸ɺඞཁཻࢠͱෆཁཻࢠͱͷؒͰ+,

ͨɺ2 ۭಎ๏ͷόϦΤʔγϣϯͱͯ͠ɺԖ௚ํ޲

1
1
−
c
βw
βu
πf L (mw c2 )2 − (mu c2 )2≈(4-11)c(pc)2͚ͩͰͳ͘ਫฏํ޲ʹภ޲͢Δ RF ۭಎ΋ઃஔ͚ͩ͢ҟͳΔɻैͬͯɺෆཁཻࢠͷภ޲͕ΩϟϯηΔͱɺෆཁཻࢠ͸Ԗ௚ํ޲ʹ΋ਫฏํ޲ʹ΋த৺ϧ͢ΔΑ͏ʹ RF2 ͷҐ૬Λ߹Θͤͨ࣌ɺඞཁཻࢠ

࣠ʹԊͬͨ··͕ͩɺඞཁཻࢠ͸ x-y ໘্Ͱυʔ

͸ 2A sinͦͷͨΊɺ͞Βʹ΋͏ 1 ୆ RF ۭಎΛઃஔͯ͠

2πf L∆ϕuw =

π + தؒࢠͱཅࢠͷ྆ํΛམͱ͢ඞཁ͕͋Δɻ·∆ϕuw
2 ͷৼ෯Ͱภ޲Λड͚Δ͜ͱʹͳΔɻ

φπ‫ܗ‬ͷ෼෍ʹͳΔͷͰɺඞཁཻࢠΛগ͠Ͱ΋མRF ۭಎ 2 ୆ʹΑΔภ޲ͷେ͖͞Λ۩ମతʹ‫ܭ‬ͱ͢͜ͱͳ͘ෆཁཻࢠΛத৺ετούʔʹ‫ٵ‬ऩ͞ࢉͯ͠ΈΑ͏ɻҎԼɺೋ࣍ϏʔϜͱͯ͠ඞཁͳཻ

ͤΔ͜ͱ͕ՄೳͰ͋Δɻ

ࢠ͸ K தؒࢠͱ൓ཅࢠͰ͋Δͱ૝ఆ͠ɺͦΕʹ

2 ୆ͷ RF ۭಎ͔Βड͚Δภ޲ͷ߹‫ܭ‬͸ɺRF1
΁ͷೖࣹ࣌ͷҐ૬Λ ϕɺRF1 ͱ RF2 ͷؒͷҐ૬ࠩΛ ∆ϕ ͱ͢Δͱɺ

͕Ͱ͖Δ͔ΛධՁ͢ΔɻҰ ྫ ͱ ͠ ͯ ɺRF ۭ ಎ ͷ प ೾ ਺ Λ

y ′ = −A sin ϕ + A sin(ϕ + ∆ϕ)
+
,
∆ϕ
∆ϕ
= 2A sincos ϕ +22=

Λ l = 2.25 mɺ2 ୆ͷ RF ۭಎؒͷ‫཭ڑ‬Λ L =(4-9)

RF ۭಎؒͷ “−I” ޫֶʹΑΔɻ֤ RF ۭಎʹ͓
͚Δภ޲ͷৼ෯ A ͸ɺલઅͰड़΂ͨ੩ిηύϨʔλʹΑΔภ޲ (ࣜ (4-3)) ͱಉ͡Ͱɺ

eEl
pcβ

f

2.857 GHzɺి৔ޯ഑Λ E = 6 MV/mɺ௕͞ͱͳΔɻ1 ߦ໨ͷӈล࠷ॳͷ߲ͷෛ߸͸ɺ2 ୆ͷA=ରͯ͠ෆཁͳ π தؒࢠΛͲΕ͘Β͍ফ͠‫ڈ‬Δ͜ͱ

16.8 m ͱͨ͠৔߹Λߟ͑Δɻ2 ୆໨ͷ RF ۭಎͷҐ૬Λ π தؒࢠʹ߹ΘͤΔͱɺπ தؒࢠ͕ 2 ୆
ͷ RF ۭಎ͔Βड͚Δภ޲ͷ࿨͸Ωϟϯηϧͯ͠0 ʹͳΔɻ͜ͷ࣌ɺK தؒࢠ͋Δ͍͸൓ཅࢠ͕ड
͚Δภ޲ͷৼ෯ͷେ͖͞ΛɺӡಈྔΛԣ࣠ͱͯ͠
ϓϩοτ͢ΔͱɺFig. 19 ͷΑ͏ʹͳΔɻ“K” ͱ(4-10)

ϥϕϧ͞Εͨ੨ઢ͕ K தؒࢠɺ“p” ͱϥϕϧ͞Εͨ੺ઢ͕൓ཅࢠͷ৔߹Ͱ͋Δɻ֤‫ۂ‬ઢʹ͓͚Δ

Ͱ༩͑ΒΕΔɻͨͩ͠ɺ͜͜Ͱͷ l ͸ RF ۭಎͷϊʔυ (୩) ͷҐஔ͕ɺߴӡಈྔଆ͔ΒͦΕͧΕ௕͞Ͱ͋Δɻඞཁ (ෆཁ) ͳཻࢠͷ଎౓ͱ࣭ྔΛͦ∆ϕπK = 2π ɺ∆ϕπp = 2π, 4π, · · · ͷҐ૬ࠩʹରΕͧΕɺβw (βu )ɺmw (mu ) ͱ͠ɺRF1 ͱ RF2 ͱͷؒͷ‫཭ڑ‬Λ LɺRF प೾਺Λ f ͱ͢Ε͹ɺRF2

Ԡ͢Δɻπ தؒࢠͷภ޲͕ 0 Ͱ͋Δ͔ΒɺK தؒ
ࢠ/൓ཅࢠͷภ޲͕େ͖͍ӡಈྔྖҬͰཻࢠબผ

͕ՄೳͰ͋ΔɻҰͭͷ໨҆ͱͯ͠ɺ4.1 અͰ 6 m ͷϜϥΠϯͷ 6 ౓ΑΓখ͍͞ɻ͜Ε͸ɺSanford ͱ੩ిηύϨʔλʹΑΔ 2 GeV/c ͷ K-π ͷ෼཭͕

Wang ͷࣜ (3-7) ʹΑΔͱɺ10 GeV/c ͷ K − த∆y ′ = 0.5 mrad Ͱ͋ͬͨ͜ͱ͔Βɺͦͷ 0.5 mradؒࢠ΍൓ཅࢠͷ 3 ౓Ͱͷੜ੒அ໘ੵ͕ 6 ౓ͰͷͦΑΓେ͖͍ภ޲Ͱ͋Ε͹ཻࢠબผՄೳͰ͋Δͱ͢

ΕΑΓ΋໿ 5 ഒେ͖͍͔ΒͰ͋Δɻ௕͞ 2.25 m

Δͱɺඇৗʹ޿͍ൣғͷӡಈྔͰϏʔϜͱͯ͠རͷ RF ۭಎΛ 2 ୆ (RF1ɺRF2)ɺ16.8 m ͷ‫཭ڑ‬༻ՄೳͱͳΔɻͦͷதͰ΋ಛʹɺK தؒࢠͷภ޲͚ͩ཭ͯ͠഑ஔ͍ͯ͠Δɻ

͸େ͖͍͕൓ཅࢠͷภ޲͕ 0 ͱͳΔಛఆͷӡಈྔ

·ͣɺඪత͔ΒൃͤΒΕͨೋ࣍ϏʔϜ͸ɺ‫ ܭ‬3

Ͱ͸ɺ2 ୆ͷ RF ۭಎ͚ͩͰ π + தؒࢠͱཅࢠͷ୆ͷภ޲ి࣓ੴ (D1 ∼ D3) ʹΑͬͯҰ࣍ϏʔϜϥ྆ํΛམͱͯ͠ K + தؒࢠΛ෼཭͢Δ͜ͱ͕Մೳ
Ͱ͋Δɻ

ΠϯΑΓऔΓग़͞Εͭͭɺ࠷ॳͷτϦϓϨοτ࢛‫࣓ిۃ‬ੴ (Q1 ∼ Q3) ʹΑͬͯதؒ૾εϦοτ (IF)ͷҐஔͰԖ௚ํ޲ʹऩଋ͞ΕΔ (R34 = 0)ɻ͜Ε

4.2.2

࣮ࡍͷϏʔϜϥΠϯͷྫ 3: K10 ϏʔϜϥΠϯ͸ɺઌͷ K1.1BR ϏʔϜϥΠϯͱಉ༷ɺcloud π ΛऔΓআ͘໨తͰ͋ΔɻͦΕͱಉ࣌ʹਫฏํ޲Ͱ͸ɺਫฏεϦοτ HF1 ͷҐஔͰऩଋͨ͠ (R12 = 0)ϋυϩϯ࣮‫ࢪݧ‬ઃͷকདྷ‫ܭ‬ըͱͯ͠ɺ࣮‫ݧ‬ϗʔ‫ޙ‬ɺதؒ૾εϦοτ·ͰͰҐஔɺ֯౓ͱ΋ʹ৭ऩϧΛ֦ுͯ͠ɺੜ੒ඪతͱೋ࣍ϏʔϜϥΠϯͷ

ࠩΛফ͍ͯ͠Δ (R16 = R26 = 0)ɻ͜Ε͸ɺͦΕ਺Λ૿΍֦͢ॆ‫ܭ‬ը͕‫ࡏݱ‬੝Μʹٞ࿦͞Ε͍ͯҎ߱ͷϏʔϜαΠζΛग़དྷΔ‫ݶ‬Γখ͘͞཈͑Δͨ

Δ [13]ɻFig. 20 ͕ɺ֦ு͞Εͨϋυϩϯ࣮‫ݧ‬ϗʔΊͰ͋ΔɻϧͷϨΠΞ΢τͰ͋Δɻ1 ࣍ϏʔϜϥΠϯͷԼྲྀͦͷ‫ޙ‬ɺ1 ୆໨ͷ RF ۭಎ (RF1) ʹ͓͍ͯฏํ޲΁ϗʔϧΛ 105 m Ԇ௕͠ɺ৽ͨʹ T2ɺT3 ͱߦϏʔϜΛ࡞Δඞཁ͕͋Δ͕ɺ͜͜Ͱ RF ۭಎͷ͍͏ 2 ୆ͷੜ੒ඪతΛઃஔͯ͠ɺͦΕͧΕ͔Β 2։‫͕ޱ‬Ұൠʹ੩ిηύϨʔλΑΓ΋൒෼ҎԼͱຊͣͭೋ࣍ϏʔϜϥΠϯΛ৳͹͢ɻͦͷதͷҰͭখ͍͜͞ͱ͕໰୊ʹͳΔɻ੩ిηύϨʔλͷ࣌ͱ

Ͱ͋Δ K10 ϏʔϜϥΠϯ͸ɺ࠷ߴ 10 GeV/c ·Ͱಉ༷ʹฏߦϏʔϜΛ࡞Δͷʹ R44 = 0 ͱ͢Δͱɺͷߴӡಈྔͷ K தؒࢠ΍൓ཅࢠΛఏ‫͢ڙ‬ΔϏʔ

det R = 1 ͔Βಉ࣌ʹ R34 = 0 ʹ͸ग़དྷͳ͍ͷϜϥΠϯͰ͋ΔɻK10 ϏʔϜϥΠϯͰ͸ɺཻࢠ෼ͰɺҰൠʹϏʔϜαΠζ͕େ͖͘ͳͬͯ͠·͏ɻ཭ͷํ๏ͱͯ͠‫ ࡏݱ‬2 ͭͷΦϓγϣϯ͕‫ݕ‬౼͞Εͦ͜Ͱ୅ΘΓʹɺR34 = 0 ͔ͭ R44 ∼ 0 ͱ͓ͯ͢Γɺ1 ͕ͭ੩ిηύϨʔλɺ΋͏Ұ͕ͭ RFΔɻ·ͨɺ2 ࣍ͷ֯౓ऩࠩΛ཈͑Δʹ͸‫ݧܦ‬తʹηύϨʔλΛ࢖ͬͨํ๏Ͱ͋Δɻલऀͷ੩ిηύ

R43 = 0 ͱ͢Δͱ͏·͍͘͘ͷͰɺ͜Ε΋߆ଋ৚ϨʔλΛ࢖͏ΦϓγϣϯͰ͸ɺ௕͞ 9 m ͷ੩ి݅ʹՃ͍͑ͯΔɻैͬͯɺઢ‫ ݯ‬O ͔Β RF1 ·ͰηύϨʔλΛ 3 ୆ฒ΂ͯ‫ ܭ‬27 m ͷ੩ి৔۠ؒΛͷ༌ૹߦྻ͸ɺઃཻ͚ͯࢠ෼཭Λߦ͏͜ͱʹΑΓɺK தؒࢠͳΒ

4 GeV/cɺ൓ཅࢠͳΒ 6 GeV/c ·ͰͷӡಈྔͷϏʔϜΛ‫͢څڙ‬Δɻ‫ऀޙ‬ͷ RF ηύϨʔλΛ࢖͏

⎛

RO→RF1 = ⎝

1/A

0

0

A

⎞
⎠

(4-12)

ΦϓγϣϯͰ͸ɺRF ۭಎ 2 ୆Λ༻ཻ͍ͨࢠબผ

ͱͳΔɻK10 ϏʔϜϥΠϯͰ͸ɺ5 ୆ͷ࢛‫࣓ిۃ‬ʹΑͬͯɺ࠷ߴ 10 GeV/c ·Ͱͷ K தؒࢠͱ൓

ੴ (Q4 ∼ Q8) Λ༻্͍ͯ‫ه‬ͷ༌ૹߦྻΛ࡞ͬͯཅࢠͷϏʔϜ͕ར༻ՄೳͱͳΔɻRF ηύϨʔλΛ༻͍Δ৔߹ͷ K10 ϏʔϜϥΠϯͷϨΠΞ΢τͱ 1 ࣍ͷϏʔϜΤϯϕϩʔϓΛɺͦΕͧΕ Fig. 21 ͱ Fig. 22 ʹࣔ͢ɻೋ࣍ϏʔϜͷੜ੒֯͸ 3 ౓ͱɺ‫ط‬ଘͷ K1.8 ΍ K1.1BR Ϗʔ͍ͯɺA ∼ 0.1 ͱ͍ͯ͠Δɻ

RF1 ͷ‫ޙ‬͸ɺಉ࣓͡৔‫౓ڧ‬ͷ࢛‫࣓ిۃ‬ੴμϒϨοτΛ 2 ૊ฒ΂Δ (Q9 ∼Q12) ͜ͱʹΑͬͯɺ

2 ୆໨ͷ RF ۭಎ (RF2) ·Ͱͷ۠ؒΛ “−I” ͷ༌

105m

existing
experimental hallFig. 20 ֦ுͨ͠ϋυϩϯ࣮‫ݧ‬ϗʔϧͷϨΠΞ΢τɻ

T2標的
D1

D2

一次ビームライン
S1 Q1

Q2

Q4

Q3 S2

HF1

S3
Q5

D3

Q6
Q7

IF

Q8

RF1
Q9

Q10
Q11

0

10m

Q12

RF2
Q13

CS
Q14

Q15
D4

Fig. 21 K10 ϏʔϜϥΠϯ (RF Φϓγϣϯ) ͷϨΠΞ΢τɻ

D5FF
Q16 Q17

Q18

20cm

D D S Q Q QS
1 2 1 1 2 32

D
3Q S QS Q Q Q
4 3 54 6 7 8

QQ
91
0

鉛直方向
HF1 IF

QQ
11
12

QQQ
1 1 1
3 4 5

D
4

D QQ Q
5 11 1
67 8

CS

RF1

FF

p(x1/80)

RF2
85m

K-

水平方向

20cm

y (cm)

Fig. 22 K10 ϏʔϜϥΠϯ (RF Φϓγϣϯ) ͷ
1 ࣍ͷϏʔϜΤϯϕϩʔϓɻ্൒෼͸Ԗ௚ํ޲ɺ
Լ൒෼͕ਫฏํ޲ͷΤϯϕϩʔϓͰɺ఺ઢ͸ӡಈྔ෼ࢄΛද͢ɻ

Fig. 23 K10 ϏʔϜϥΠϯ (RF Φϓγϣϯ) ͷத৺ετούʔʹ͓͚Δɺ6 GeV/c ͷ π − தؒࢠͱ K − தؒࢠͷԖ௚ํ޲ͷҐஔͷ෼෍ɻૹߦྻͰ݁Ϳɻ͢ͳΘͪɺ
⎛

RRF1→RF2 = ⎝

−1
0

0
−1

Ͱ͋Δɻ

⎞
⎠

ి࣓ੴ (Q16 ∼ Q18) ʹΑͬͯ࠷ऴऩଋ఺ (FF)Ͱਫฏํ޲ɺԖ௚ํ޲ͱ΋ʹ෼ࢄແ͠Ͱ݁૾͢Δ(4-13)(R12 = R16 = R34 = 0)ɻ
प೾਺ f = 2.857 GHzɺి৔ޯ഑ E =ͦͷ‫ޙ‬ɺτϦϓϨοτ࢛‫࣓ిۃ‬ੴ (Q13 ∼ Q15)ʹΑͬͯɺRF ۭಎͰड͚ͨภ޲Λத৺ετούʔ

6 MV/m ͷ RF Λ͔͚ͨ࣌ͷɺ6 GeV/c ͷ π −தؒࢠͱ K − தؒࢠͷ CS ͰͷԖ௚Ґஔ෼෍Λ

TURTLE Ͱ‫݁ͨ͠ࢉܭ‬ՌΛ Fig. 23 ʹࣔ͢ɻͨͩ(CS) ͰͷҐஔͣΕʹม‫͢׵‬Δ͕ɺͦͷҐஔͣΕ͕͠ɺ͜Εʹ͸ cloud π ͸‫·ؚ‬Ε͍ͯͳ͍ɻRF2 Ͱͷ‫ݩ‬ͷϏʔϜ෯ΑΓे෼େ͖͘ͳΓɺ͔ͭɺετοҐ૬Λ π − தؒࢠʹ߹Θͤͨ݁Ռɺπ − தؒࢠͷ૾ύʔͷ‫Ͱޙ‬ϏʔϜ͕޿͕Γա͗ͳ͍Α͏ʹɺRFۭಎ͔Βετούʔ·Ͱͷ༌ૹߦྻͷର֯੒෼Λ0 ʹͯ͠ɺඇର֯੒෼ͷେ͖͞Λௐ੔͍ͯ͠Δɻ
⎛RRF2→CS = ⎝

0

f

−1/f

0

⎞
⎠

͸த৺ʹूத͍ͯ͠ΔҰํͰɺK − தؒࢠ͸ۭಎͰͷҐ૬ʹґ্ͬͯԼʹৼΒΕ͍ͯΔͷ͕෼͔Δɻ
ଠ͞ ±1 cm ͷத৺ετούʔΛஔ͍ͨ࣌ɺΞΫηϓλϯε͸ 0.5 msr·%∆p/pɺ50 kW ཅࢠϏʔϜ

(4-14)

Ͱͷ 6 GeV/c K − தؒࢠͷ‫౓ڧ‬͸ 6.9×106 /spillɺ७౓͸ K − : π − = 1 : 2.3 Ͱ͋Δɻ

K10 ϏʔϜϥΠϯͰ͸ f ∼ 1 cm/mrad ͱ͍ͯ͠ΔɻҎ্͔Βɺઢ‫͔ݯ‬Β CS ·Ͱͷ༌ૹߦྻ͸ɺ

RO→CS = RRF2→CS RRF1→RF2 RO→RF1
⎛

ͱͳΔɻ

=⎝

0
1/f A

−f A
0

⎞
⎠

(4-15)

4.2.3

1 ۭಎ๏

લখઅͷٞ࿦Ͱ͸ɺ1 ͭͷ RF ۭಎ಺ʹ͓͚Δೋ࣍ϏʔϜཻࢠͱ RF ͱͷҐ૬ͷͣΕ (phase slip)Λແࢹ͍͕ͯͨ͠ɺೋ࣍ϏʔϜͷӡಈྔ͕௿͍৔
߹͸ͦͷͣΕ͕ແࢹͰ͖ͳ͘ͳΔɻ͜ͷҐ૬ࠩ͸ͦͷ‫ޙ‬ɺӡಈྔଌఆͷͨΊʹ 2 ୆ͷภ޲ి࣓ੴ

౰વཻࢠͷ଎౓ʹґଘ͢ΔͷͰɺ‫ͦʹٯ‬ΕΛར༻

(D4ɺD5) Ͱ‫ޙͨ͛ۂ‬ɺ࠷‫ޙ‬ͷτϦϓϨοτ࢛‫ۃ‬ͯ͠ɺ1 ୆ͷ RF ۭಎ͚ͩͰཻࢠΛબผ͢Δ͜ͱͱɺk = 2πf /cβψ ɺt = z/cβu ͔ͩΒɺ

RF空洞出口p
K

RF空洞入口
K p

2πf
∆ϕ =
c
slit

進行波の群速度をpの速度に合わせる

Kに対する位相が
2pずれる

1
1
−
βψ
βu

/

z

(4-18)

ͱͳΔɻӈลͷ z ͷ܎਺Λ

p

2πf
∆k ≡
c

K
p

.

.

1
1
−
βψ
βu

/

(4-19)

ͱ͓͖ɺࣜ (4-16) Λ z ʹ͍ͭͯͷඍ෼ํఔࣜʹॻ͖‫͑׵‬Δͱɺ

Fig. 24 RF ۭಎΛ 1 ͚ͩ༻ཻ͍ͨࢠ෼཭๏ͷ֓

d2 y
eE
=
sin(ϕ + ∆kz)
2
dz
γmv 2

೦ਤɻ͜͜Ͱ͸ π தؒࢠ͔Β K தؒࢠ͚ͩ෼཭
͢Δ৔߹Λඳ͍͍ͯΔɻ

(4-20)

ͱͳΔɻ͜ΕΛ RF ۭಎͷ௕͞ l ·Ͱੵ෼͢Ε͹ɺ͕ՄೳͰ͋Δ [12]ɻ

Fig. 24 ʹɺRF ۭಎ 1 ୆͚ͩΛ࢖ཻͬͨࢠબผ
ํ๏ͷ֓೦ਤΛࣔ͢ɻRF ਐߦ೾ͷ‫܈‬଎౓Λෆཁͳཻࢠͷ଎౓ʹ߹ΘͤΔͱɺෆཁཻࢠ͸ RF ۭಎͷશ௕ʹ౉ͬͯೖࣹ࣌ͱಉ͡Ґ૬ͷి৔ޯ഑Λ‫ײ‬͡ΔͷͰɺ࠷େͷภ޲Λड͚ΔɻҰํɺඞཁͳཻ

+

dy
eEl
∆kl
=
sin ϕ +
dz
pcβu
2

,

sin ∆kl
2∆kl
2(4-21)͕ಘΒΕΔɻैͬͯɺ

2πf l∆ϕuψ ≡ ∆kψu l =
c

.

1
1
−
βψ
βu

/

(4-22)

ࢠ͸ͦΕͱ͸ҟͳΔ଎౓Λ࣋ͭͨΊɺۭಎͷೖ‫ޱ‬ͱ͓͚͹ɺ1 ୆ͷ RF ۭಎ͔Βड͚Δภ޲ͷৼ෯ͱग़‫Ͱޱ‬͸ RF ͷҐ૬͕ͣΕΔɻͦͷҐ૬ͷͣΕ͸ɺsin͕ͪΐ͏Ͳ 2π ʹͳΔΑ͏ͳಛఆͷӡಈྔͰ͸ɺ

ͳΔ͜ͱ͕෼͔Δɻ͢ͳΘͪɺภ޲ͷৼ෯ͷେ͖ඞཁཻࢠ͕ RF ۭಎ͔Βड͚Δภ޲͸ɺೖࣹ࣌

͞͸ɺ

u
∆ϕu
ψ ∆ϕψ
2 / 2

ͷҐ૬ʹؔΘΒͣඞͣΩϟϯηϧͯ͠ 0 ʹͳΔɻैͬͯɺෆཁཻࢠ͸ॳ‫ظ‬Ґ૬ʹΑͬͯࢄΒ͹Δͷʹର͠ɺඞཁཻࢠ͸ৗʹத৺‫ي‬ಓʹԊ͏ͷͰɺԼྲྀͷεϦοτΛ௨͢͜ͱͰཻࢠΛબผ͢Δ͜ͱ͕
Ͱ͖Δɻ

2
2
∆ϕu 2
2 2
2
2 dy 2
2 sin 2 ψ 2
eEl
2 2=
2
2
u
2 dz 2pcβu 22 ∆ϕψ 22(4-23)

2

ͱͳΔɻྫͱͯ͠ɺप೾਺ f = 8.857 GHzɺి৔ޯ഑

E = 6 MV/mɺ௕͞ l = 3 m ͷ RF ۭಎ 1 ୆ʹRF ۭಎΛ௨Δཻࢠͷӡಈํఔࣜ͸ɺγmͱ͍͏ϑΝΫλʔ͚ͩখ͘͞

d2 y= eE sin(ϕ + ∆ϕ)
dt2

ΑΔภ޲ͷৼ෯Λ‫ͯ͠ࢉܭ‬ΈΑ͏ɻ͜Ε·Ͱͷྫͱಉ༷ɺෆཁཻࢠͱͯ͠ π தؒࢠΛɺඞཁཻࢠͱ

(4-16)

͜͜ͰɺE ͸ RF ۭಎͷి৔ޯ഑ɺϕ ͸ೖࣹ࣌ͷҐ૬Ͱ͋Δɻ∆ϕ ͕ɺཻࢠͱ RF ਐߦ೾ͱͷҐ૬ࠩͰɺ೾਺ k ͱ֯଎౓ ω Λ༻͍ͯɺ∆ϕ = kz − ωtͯ͠ K தؒࢠຢ͸൓ཅࢠΛ૝ఆ͢Δɻ
·ͣɺਐߦ೾ͷ‫܈‬଎౓Λ π தؒࢠͷ଎౓ʹ߹Θͤͨ৔߹ (∆ϕπψ = 0ɺβψ = βπ )ɺπ தؒࢠ͕ड͚
Δภ޲͸࠷େʹͳΔͷͰɺK தؒࢠ΍൓ཅࢠͷภ
޲͕ 0 ʹͳΔӡಈྔͰཻࢠબผ͕ՄೳͱͳΔɻK(4-17)

Ͱ༩͑ΒΕΔɻཻࢠͷ଎౓ͱਐߦ೾ͷ‫܈‬଎౓ΛͦΕͧΕ βu ɺβψ ͱ͠ɺਐߦ೾ͷप೾਺Λ f ͱ͢Δதؒࢠ/൓ཅࢠͱਐߦ೾ͱͷҐ૬ࠩ͸ɺπ தؒࢠͱK/pͷҐ૬ࠩʹ౳͘͠ͳΔ (∆ϕψ

K/p

= ∆ϕπ

) ͔Βɺ

֤ӡಈྔʹର͢Δ K தؒࢠ/൓ཅࢠͷภ޲ͷৼ෯ͷେ͖͞ (ࣜ (4-23)) Λϓϩοτ͢ΔͱɺFig. 25

2𝜋 − ∆𝜑𝑒𝐸𝑙 sin2
2𝜋 − ∆𝜑
𝑝𝑐𝛽
2
7

2.5

K

2
1.5
p

1
0.5
0
2

4

∆𝜑𝜋𝐾 = 2𝜋𝑝∆𝜑𝜋 = 4𝜋6𝑝
∆𝜑𝜋 = 2𝜋810運動量 [GeV/c]

偏向の振幅 [mrad]

偏向の振幅 [mrad]∆𝜑𝑒𝐸𝑙 sin 2
∆𝜑
𝑝𝑐𝛽
2
3

6
5
4
3
2

p

1

K

0
2

3

4

5

6

7

8

𝑝

𝑝

∆𝜑𝜋𝐾 = 2𝜋 ∆𝜑𝜋 = 4𝜋 ∆𝜑𝜋 = 2𝜋910運動量 [GeV/c]

Fig. 25 ਐߦ೾ͷ‫܈‬଎౓Λ π தؒࢠͷ଎౓ʹ߹Θ

Fig. 26 π தؒࢠͱਐߦ೾ͱͷҐ૬ࠩΛ 2π ʹ߹ͤͨ৔߹ͷɺRF ۭಎ 1 ୆ͰͷҐ૬ͷͣΕʹΑΔΘͤͨ৔߹ͷɺRF ۭಎ 1 ୆ͰͷҐ૬ͷͣΕʹΑK தؒࢠ (“K”) ͱ൓ཅࢠ (“p”) ͷภ޲ͷৼ෯

Δ K தؒࢠ (“K”) ͱ൓ཅࢠ (“p”) ͷภ޲ͷৼͷେ͖͞ɻৼ෯ͷখ͍͞ӡಈྔྖҬͰཻࢠ෼཭Մ

෯ͷେ͖͞ɻৼ෯ͷେ͖͍ӡಈྔྖҬͰཻࢠ෼཭

ೳͱͳΔɻ

ՄೳͱͳΔɻ

ͷΑ͏ʹͳΔɻ֤‫ۂ‬ઢʹ͓͚ΔϊʔυͷҐஔ͕ɺ͕ͨɺผͷ࢖͍ํͱͯ͠ɺಛఆͷཻࢠͱਐߦ೾

ߴӡಈྔଆ͔ΒͦΕͧΕ ∆ϕK
π = 2π, 4π, · · ·ɺͱͷҐ૬ࠩΛͪΐ͏Ͳ 2π ʹ߹ΘͤΔ͜ͱ΋ߟ∆ϕpπ = 2π, 4π, · · · ͷҐ૬ࠩʹରԠ͢ΔɻK தؒ͑ΒΕΔɻ͜ͷ৔߹ɺͦͷཻࢠ͕ RF ۭಎΛ௨

ࢠ/൓ཅࢠͷภ޲͕ 0 ʹͳΔͱ͜Ζཻ͕ࢠબผՄ

աͨ͠ࡍʹड͚Δภ޲͸ɺೖࣹ࣌ͷҐ૬ʹґΒೳͳӡಈྔͰ͋Δ͔ΒɺͦͷΑ͏ͳӡಈྔྖҬ͸ͣඞͣΩϟϯηϧͯ͠ 0 ʹͳΔɻྫ͑͹ɺπ த͜ΕΒͷ֤ϊʔυͷඇৗʹ‫͍ڱ‬ൣғ͚ͩͱͳΔɻ

ؒࢠͱਐߦ೾ͱͷҐ૬ࠩΛ 2π ʹ߹Θͤͨ৔߹ैͬͯɺϏʔϜͱͯ͠ར༻Մೳͳӡಈྔ͸͔ͳΓ

(∆ϕπψ = 2π)ɺK தؒࢠ/൓ཅࢠͱਐߦ೾ͱͷҐ཭ࢄతͰ͋ΓɺϏʔϜϥΠϯͱͯ͠͸࢖͍উख͕
‫ۃ‬Ίͯѱ͍ɻ࣍ʹɺਐߦ೾ͷ‫܈‬଎౓Λ K தؒࢠຢ͸൓ཅࢠͷK/p଎౓ʹ߹Θͤͨ৔߹ (∆ϕψ = 0ɺβψ = βK/p )ɺ

K தؒࢠ΍൓ཅࢠ͕ड͚Δภ޲͕࠷େʹͳΔͷͰɺཻࢠબผ͕ՄೳͱͳΔͷ͸ π தؒࢠͷภ޲͕K/p૬ࠩ͸ ∆ϕψK/p= 2π − ∆ϕπͱͳΔ͔ΒɺK

தؒࢠ/൓ཅࢠ͕ड͚Δภ޲ͷৼ෯ͷେ͖͞͸ɺ

Fig. 26 ͷΑ͏ʹͳΔɻFig. 25 ͷ࣌ͱಉ༷ɺ֤‫ۂ‬ઢʹ͓͚ΔϊʔυͷҐஔ͕ɺߴӡಈྔଆ͔ΒͦΕpͧΕ ∆ϕKπ = 2π, 4π, · · ·ɺ∆ϕπ = 2π, 4π, · · ·ʹରԠ͢Δɻπ தؒࢠͷภ޲͕ 0 ͳͷͰɺK த

0 ʹͳΔӡಈྔͰ͋Δɻ͜ͷ࣌ɺπ தؒࢠͱਐߦ

ؒࢠ/൓ཅࢠͷภ޲͕େ͖͍ൣғ͕ɺཻࢠબผՄ

೾ͱͷҐ૬ࠩ͸ K தؒࢠ/൓ཅࢠͱͷҐ૬ࠩʹ౳ೳͳӡಈྔྖҬͱͳΔɻ4.2.1 અͰͷྫͱಉ͘͡ɺ

K/p
͘͠ͳΔ (∆ϕπψ = ∆ϕπ ) ͔Βɺπ தؒࢠͷภ޲

0.5 mrad Λ໨҆ͱͯͦ͠ΕΑΓେ͖͍ภ޲Ͱ͋

ͷৼ෯ͷେ͖͞Λϓϩοτ͢Δͱ Fig. 25 ͱಉ͡Ε͹ཻࢠબผՄೳͰ͋Δͱ͢ΔͱɺK தؒࢠͳΒάϥϑʹͳΔɻҧ͍͸ɺઌͷྫͰ͸ॎ͕࣠ K த

2.3 ∼ 7 GeV/c ఔ౓ɺ൓ཅࢠͳΒ 4.5 GeV/c ͔Βؒࢠ/൓ཅࢠͷภ޲ͩͬͨͷʹର͠ɺ͜ͷྫͰ͸π தؒࢠͷภ޲ͱͳΔ͜ͱͰ͋Δɻπ தؒࢠͷภ
޲͕ 0 ʹͳΔͱ͜Ζཻ͕ࢠબผՄೳͳӡಈྔͰ͋Δ͔Βɺ݁‫ہ‬ɺ࢖༻ՄೳͳӡಈྔྖҬ͸ઌͷྫͱશ͘ಉ͡ʹͳΔɻ͜͜·Ͱͷ 2 ྫ͸ɺΦʔιυοΫεʹਐߦ೾ͷ‫܈‬଎౓ͱཻࢠͷ଎౓Λ౳ͨ͘͠͠৔߹Ͱ͋ͬ

10 GeV/c Ҏ্·Ͱͷඇৗʹ޿͍ൣғͷӡಈྔͰϏʔϜͱͯ͠ར༻ՄೳͱͳΔɻ‫ʹٯ‬ɺK தؒࢠ΋͘͠͸൓ཅࢠͱਐߦ೾ͱͷK/pҐ૬ࠩΛ 2π ʹ߹Θͤͨ৔߹ (∆ϕψ= 2π)ɺ

K தؒࢠ/൓ཅࢠͷภ޲͕Ωϟϯηϧ͞Εͯ 0 ʹ
ͳΔɻ͜ͷ࣌ɺπ தؒࢠͱਐߦ೾ͱͷҐ૬ࠩ͸
K/p∆ϕπψ = 2π + ∆ϕπͱͳΔ͔Βɺπ தؒࢠ͕ड

1. ೋཻ࣍ࢠϏʔϜͷ७౓Λ্͛ΔͨΊɺҰ࣍

偏向の振幅 [mrad]

2𝜋 + ∆𝜑𝑒𝐸𝑙 sin2
2𝜋 + ∆𝜑𝑝𝑐𝛽21.4ϏʔϜͷԖ௚ํ޲ͷ෯͸ͳΔ΂͘খ͍͞ํ
͕ྑ͍ɻ

1.2

2. ೋཻ࣍ࢠϏʔϜͷ‫ͱ౓ڧ‬७౓Λ্͛ΔͨΊɺ

10.8

ඪతͷີ౓͸ͳΔ΂͘ߴ͍ํ͕ྑ͍ɻ

K

0.6

p

0.4
0.2

3. ಛʹ௿ӡಈྔͷೋ࣍ϏʔϜͷ‫౓ڧ‬ΛՔ͙ͨΊɺඪతͱ 1 ࣍ϏʔϜͷਫฏํ޲ͷ෯͸ͳΔ

02

4∆𝜑𝜋𝐾 = 2𝜋 ∆𝜑𝜋𝑝 = 4𝜋6𝑝∆𝜑𝜋 = 2𝜋810運動量 [GeV/c]΂͘খ͍͞ํ͕ྑ͍ɻ

Fig. 27 K தؒࢠ (“K”) ·ͨ͸൓ཅࢠ (“p”)ཁ͸ɺશํҐͰग़དྷΔ‫ݶ‬Γ఺ઢ‫͚ͮۙʹݯ‬Αɺͱͱਐߦ೾ͱͷҐ૬ࠩΛ 2π ʹ߹Θͤͨ৔߹ͷɺRF͍͏͜ͱͰ͋Δɻ͞ΒʹɺຊߨٛͰ͸ׂѪ͕ͨ͠ɺۭಎ 1 ୆ͰͷҐ૬ͷͣΕʹΑΔ π தؒࢠͷภ޲ͷதੑೋ࣍ϏʔϜϥΠϯ KL ͔Β΋ɺෆཁͳதੑࢠ

ৼ෯ͷେ͖͞ɻৼ෯ͷେ͖͍ӡಈྔྖҬͰཻࢠ෼ͷόοΫάϥ΢ϯυΛ௿‫ͤ͞ݮ‬ΔͨΊʹɺ΍͸Γɺ཭ՄೳͱͳΔɻͳΔ΂͘఺ઢ‫͕ํ͍ۙʹݯ‬๬·͍͠ɺͱ͍͏ཁ‫ٻ‬
͕͋Δɻͦͷ݁Ռɺϋυϩϯ࣮‫ࢪݧ‬ઃͷੜ੒ඪత

͚Δภ޲ͷৼ෯ͷେ͖͞͸ɺFig. 27 ͷΑ͏ʹͳʹ͓͚ΔҰ࣍ཅࢠϏʔϜͷαΠζ͸ɺΨ΢ε෼෍ΔɻK தؒࢠ/൓ཅࢠͷภ޲͕ 0 ͳͷͰɺπ தؒΛ૝ఆͯ͠ਫฏํ޲ͷඪ४ภ͕ࠩ σx = 2.5 mmɺࢠͷภ޲͕େ͖͍ൣғ͕ɺཻࢠબผՄೳͳӡಈྔԖ௚ํ޲͕ σy = 1.0 mm ͱ͍ͯ͠Δɻ

ྖҬͱͳΔɻFig. 26 ͱൺ΂Δͱશମతʹৼ෯͕͜ͷ఺ઢ‫͏͍ͱݯ‬ཁ‫͕ٻ‬ɺϋυϩϯੜ੒ඪతͷ

খ͘͞ͳΔ͕ɺ࠷ۙͷ RF ٕज़ͷਐา͔Βి৔ޯ࠷େͷಛ௃Ͱ͋Γɺ࠷΋ઃ‫ܭ‬Λ೉͍ͯ͘͠͠Δ৚

഑͕େ͖͘ͳ͍ͬͯΔ͜ͱΛߟ͑Ε͹ɺ޿͍ӡಈ

݅Ͱ͋ΔɻͳͥͳΒ͹ɺরࣹ͢ΔҰ࣍ཅࢠϏʔϜྔൣғͰཻࢠબผͰ͖ΔՄೳੑ͕͋Δɻ

ͷαΠζΛখ͘͢͞Ε͹ɺͦΕ͚ͩඪత͕ड͚

͜ͷ 1 ۭಎํࣜͷ RF ηύϨʔλΛ༻͍ΔϏʔΔΤωϧΪʔີ౓͕ߴ͘ͳΔ͔ΒͰ͋Δɻେ‫౓ڧ‬ϜϥΠϯͷϨΠΞ΢τͱޫֶ͸ɺRF ۭಎΛ 2 ୆Ճ଎‫ࢪث‬ઃʹ͓͍ͯɺඪతͳͲ௚઀ϏʔϜ͕রࣹ

༻͍Δ৔߹͔Βɺ2 ୆໨ͷ RF ۭಎͱɺ1 ୆໨͔͞ΕΔ‫ثػ‬ͷ݈શੑΛอͭͨΊʹ͸ɺ·ͣΤωϧ

Β 2 ୆໨ͷ RF ۭಎ·ͰΛ࢛‫࣓ۃ‬ੴ 4 ୆Ͱ “−I”Ϊʔີ౓ΛԼ͛Δͷ͕ఆੴͰ͋Δ͕ɺϋυϩϯඪͰ݁Ϳ۠ؒΛল͍ͨ෺ͱͳΔɻैͬͯɺઌͷ K10తʹରͯ͠͸ͦΕ͕‫͞ڐ‬Εͳ͍ɻൺֱΛ‫͛ڍ‬Δͱɺ

ϏʔϜϥΠϯͷྫͰ͸໿ 19 mɺϏʔϜϥΠϯͷ

χϡʔτϦϊ࣮‫ࢪݧ‬ઃͷੜ੒ඪతʹ͓͚ΔҰ࣍ཅ૯௕͕୹͘ͳΔɻ͜ͷ͜ͱ͸ɺಛʹण໋ͷ୹͍ KࢠϏʔϜͷαΠζ͸ σx = σy = 4 mmɺதੑࢠ࣮

தؒࢠΛ༻͍Δ৔߹ɺ‫౓ڧ‬తʹେ͖ͳϝϦοτͱ‫ࢪݧ‬ઃͷਫۜඪతͰ͸ σx = 39 mmɺσy = 18 mm

ͳΔɻ

Ͱ͋Δɻ2018 ೥Նͷ࣌఺ͰɺதੑࢠࢪઃͱχϡʔτϦϊࢪઃ͸໿ 500 kW ͷཅࢠϏʔϜ‫Ͱ౓ڧ‬Ϣʔβʔར༻ӡసΛߦ͍ͬͯΔͷʹର͠ɺϋυϩϯ࣮

5

ੜ੒ඪత

5.1

ཁ‫߲ٻ‬໨

‫ࢪݧ‬ઃ͸໿ 50 kW ͱύϫʔͰ͸ 1 ܻখ͍͕͞ɺΤωϧΪʔີ౓Ͱൺ΂Δͱ΄΅ಉ౳͔ͦΕҎ্Ͱ͋Δɻ͞Βʹɺඪతͷີ౓·Ͱߟྀ͢Δͱɺχϡʔ

લઅ·Ͱͷՙిೋ࣍ϏʔϜϥΠϯͷ࿩ͷதͰɺτϦϊࢪઃͷࠇԖ (ີ౓ ρ = 1.8 g/cm3 )ɺதੑࢠ

Կճ͔ɺೋ࣍ϏʔϜͷઢ‫ͳͱݯ‬Δੜ੒ඪతͱҰ࣍ࢪઃͷਫۜ (ρ = 13.5 g/cm3 ) ʹର͠ɺϋυϩϯϏʔϜʹର͢Δཁ‫͕ٻ‬ग़͖ͯͨɻ·ͱΊΔͱ࣍ͷ͸ۚ (ρ = 19.3 g/cm3 ) Ͱ͋Δ͔ΒɺඪతͰͷൃ

3 ఺Ͱ͋Δɻ೤ີ౓͸ɺϋυϩϯඪత͕‫ݱ‬ঢ়Ͱ΋ J-PARC ಺Ͱ࠷ߴͱͳΔɻେ‫౓ڧ‬Ճ଎‫ࢪظ‬ઃͷੜ੒ඪతͱͯ͠Ұൠʹཁ‫ٻ‬͞ΕΔ߲໨ʹ͸ɺ౰વɺ• ์ࣹઢతɺԽֶతʹ҆ఆɺ҆શͰ͋Δ͜ͱɺ• େ‫౓ڧ‬ϏʔϜʹ଱͑ΒΕΔྫྷ٫ޮ཰Λ࣋ͭ͜ͱɺ͕͋Δ͕ɺͦΕҎ֎ʹେࣄͳ߲໨ͱͯ͠ɺ

• ߴ͍࢒ཹ์ࣹೳʹΑΔϝϯςφϯε࣌ͷ࡞‫ۀ‬ඃമΛ௿‫͢ݮ‬Δ͜ͱɺྫྷํࣜͷඪతͱͳͬͨɻ࠷΋ີ౓ͷߴ͍ന͔ۚΒۚ΁ࡐ࣭Λมߋͨ͠ཧ༝͸ɺۚͷํ͕೤఻ಋ͕ྑ
͍͜ͱͱɺൺֱత೤๲ு܎਺͕ಔʹ͍ۙ͜ͱͰ͋
Δɻಛʹ೤๲ு܎਺͕໰୊ʹͳΔͷ͸ɺҟࡐಉ࢜ͷ઀߹Ͱ͸྆ऀͷ๲ு܎਺ͷҧ͍͔Βେ͖ͳͤΜஅԠྗ͕ੜ͡ΔͨΊͰ͋ΔɻࢀߟͷͨΊʹɺ͍͔ͭ͘ͷࡐྉʹ͍ͭͯ୅දతͳ෺ੑ஋Λ Table 3 ʹࡌͤΔɻ‫ࡏݱ‬ϋυϩϯ࣮‫ࢪݧ‬ઃͰ࢖༻͍ͯ͠Δඪత [14,15] ͷஅ໘ਤͱࣸਅΛ Fig. 28 ʹࣔ͢ɻඪతຊମͷࡐ࣭͸ۚͰɺྫྷ٫ਫ഑؅ΛຒΊࠐΜͩແࢎૉಔϒ

͕͋ΔɻϏʔϜরࣹ‫ޙ‬ͷඪతຊମ͸‫ࣹ์ʹ౓ۃ‬ԽϩοΫΛ઀߹ͯ͠ྫྷ΍ؒ͢઀ਫྫྷํࣜͰ͋Δɻྫྷ

͍ͯ͠Δ (΋͠௚઀๊๊͖͑ͨΒ਺෼Ͱகࢮྔͷ٫ਫ഑؅͸֎‫ ܘ‬15 mmɺް͞ 1 mm ͷεςϯϨ

์ࣹઢΛཋͼΔϨϕϧ) ͨΊɺීஈ͸෼ް͍ःณε߯ (SUS316L) ੡ͷγʔϜϨε؅Ͱ͋Δɻۚͱମʹғ·Ε͓ͯΓɺपล‫ثػ‬ͷϝϯςφϯεͷࡍಔɺεςϯϨε߯ͷ઀߹ʹ͸ɺHIP (Hot Isostaticͷۭؒઢྔ཰Λे෼௿͘อͭΑ͏ʹ͍ͯ͠Δɻ͞

Pressing) ʹΑΔ֦ࢄ઀߹Λ༻͍͍ͯΔɻࡐྉͷΒʹɺඪతͷަ‫Ͳͳ׵‬ɺඪతຊମʹ৮Δඞཁ͕͋ߏ੒͸ɺ2013 ೥·Ͱ࢖༻͍ͯͨ͠ҰͭલͷඪతΔ࣌͸ɺશͯԕִૢ࡞ͰඪతͷઃஔɺऔΓग़͠౳ͱಉ͡Ͱ͋Δ͕ɺ࠷େͷҧ͍͸ɺྫྷ٫ޮ཰Λ্͕͛ՄೳͰ͋ΔΑ͏ʹઃ‫͞ܭ‬Ε͍ͯΔɻ

ΔͨΊʹɺۚຊମ͔Βྫྷ٫ਫ഑؅·Ͱͷ‫཭ڑ‬Λ͚ۙͮͨ͜ͱͰ͋Δɻ·ͨɺ͜ͷΑ͏ͳߏ੒ͷඪత

5.2‫ݻ‬ఆඪత

ͷ৔߹ɺ࠷΋Մೳੑͷߴ͍յΕํ͕ɺۚͱಔͱͷ઀߹͕ണ͕Εͯྫྷ٫ೳྗ͕ࣦΘΕΔ͜ͱͰ͋ΔͷલઅͰड़΂ͨΑ͏ͳཁ‫߲ٻ‬໨Λຬͨͨ͢ΊɺϋͰɺҰ‫ʹؾ‬ണ͕ΕམͪΔ͜ͱΛͳΔ΂͘๷ࢭ͢Δ

υϩϯ࣮‫ࢪݧ‬ઃͰ͸ɺ͜Ε·Ͱओʹനۚ΋ͨ͘͠ΊʹۚͷҰ෦ΛಔʹຒΊࠐΉ‫ͨ͠ͱܗ‬ɻۚͷେ͸ۚΛੜ੒ඪతͷࡐ࣭ͱͯ͠࠾༻͖ͯͨ͠ɻ΋͖͞͸ɺߴ͞ 11 mm (ͦͷ͏ͪಔͷ֎ʹണ͖ग़͠ͱ΋ͱ 750 kW ରԠͷඪతͱͯ͠χοέϧ੡ճͷ෦෼͕ 6 mm)ɺ෯ 15 mm ͰɺਫฏɺԖ௚ํ޲

సඪతΛ։ൃ͍͕ͯͨ͠ɺͦͷࡍͷϏʔϜϩε‫ʹڞ‬ɺೖࣹϏʔϜͷ ±3σ ͷൣғΛΧόʔ͢Δɻ૯

͸ɺ750 kW ϑϧϏʔϜ࣌ͷ์ࣹઢःณͷ੍‫͔ݶ‬௕͸ 66 mm Ͱɺ೤Ԡྗ؇࿨ͷͨΊϏʔϜํ޲ʹ

Β 30 %Ͱ͋ͬͨɻ͔͠͠ɺ஗͍औΓग़͠Ͱ͸Ұ

6 ෼ׂ͞Ε͍ͯΔɻԹ౓‫ࢹ؂‬ͷͨΊɺ6 ෼ׂ͞Ε࣍ཅࢠϏʔϜ‫౓ڧ‬Λ͙͢ʹͦ͜·Ͱ্͛Δͷ͕ࠔ֤ͨʑͷϐʔεʹ K ‫ܕ‬γʔε೤ిର͕औΓ෇͚

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Δ͚ͩՔ͍͗ͨͱ͍͏ཁ‫͕͋ٻ‬ΓɺχοέϧΑΓ

࿑΍์ࣹઢଛইʹΑΓྫྷ٫ޮ཰͕མͪΔͳͲͨ͠΋ີ౓ͷߴ͍നۚɺۚʹมߋ͢Δ͜ͱͰϏʔϜϩ৔߹ʹ͸ɺඋ͑෇͚ΒΕͨਫฏ‫ۦ‬ಈ‫ߏػ‬Λ༻͍ͯεΛ໿ 50 %ʹ্͛Δ͜ͱʹͨ͠ͷͰ͋Δɻ

ԕִૢ࡞ͰඪతΛަ‫͖Ͱ׵‬ΔΑ͏ʹͳ͍ͬͯΔɻ

Table 2 ʹɺχοέϧճసඪతҎ߱ͷϋυϩϯ

2013 ೥ʹൃੜͨ͠์ࣹੑ෺࣭࿙Ӯࣄ‫ނ‬ͷ‫͔܇ڭ‬ඪతͷวྺΛ·ͱΊͨɻϏʔϜ‫ ਺͕౓ڧ‬kW ఔ౓Βɺສ͕Ұ͕ۚଛইͯ͠์ࣹੑ෺࣭Λൃੜͤͯ͞

·Ͱͷॳ‫ظ‬ͷࠒ͸ඇৗʹ୯७ͳࣗવۭྫྷͷനۚඪ΋ͦΕΛ֦ࢄͤ͞ͳ͍Α͏ʹɺඪతຊମ͸εςϯత͕࢖ΘΕ͕ͨɺͦͷ‫ޙ‬͸ɺനۚ΋͘͠͸ۚͷඪϨε੡ͷ‫ີؾ‬༰‫( ث‬Fig. 29) ͷதʹऩΊΒΕɺߋతຊମʹಔϒϩοΫΛ઀߹͠ɺͦͷಔϒϩοΫʹ

ʹɺͦͷ༰‫ʹ಺ث‬ϔϦ΢ϜΨεΛ॥‫ࣹ์ͯͤ͞؀‬ྫྷ٫ਫ഑؅ΛຒΊࠐΜͰਫྫྷ͢Δͱ͍͏ɺؒ઀ਫ

ੑ෺࣭ೱ౓Λଌఆ͢Δ͜ͱͰɺඪతͷ݈શੑΛৗ

Table 2 ա‫ڈ‬ͷϋυϩϯੜ੒ඪతͷཤྺɻ
2009 ೥ 10 ݄2010 ೥ 10 ݄2012 ೥ 1 ݄2012 ೥ 12 ݄∼2010 ೥ 3 ݄∼2010 ೥ 11 ݄∼2012 ೥ 7 ݄∼2013 ೥ 5 ݄

ࡐ࣭നۚ (60 mm)

നۚ (60 mm)

നۚ (60 mm)

ۚ (66 mm)

ྫྷ٫ํ๏

ࣗવۭྫྷ

ࣗવۭྫྷ

ؒ઀ਫྫྷ

ؒ઀ਫྫྷ

‫ؒظ‬
ϏʔϜ‫౓ڧ‬

3 kW

5 kW

10 kW

24 kW

֎‫؍‬

Table 3 ۚଐͷ෺ੑ஋ɻ
നۚ

ۚ

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ಔ

λϯάεςϯ

ϕϦϦ΢Ϝ

νλϯ

Pt

Au

Ni

Cu

W

Be

Ti

‫ྔࢠݪ‬

195

197

58.69

63.55

183.849.012

47.867ີ౓ (g/cm3 )

21.45

19.36

8.902

8.961

9.25

1.85

4.506

ൺ೤ (J/g/K)

0.136

0.128

0.439

0.385

0.14

1.664

0.52

೤఻ಋ཰ (W/m/K)

71.6

318

90.9

401

173

200

21.9

༥఺ (◦ C)

1768

1064

1455

1085

3422

1287

1668

෸఺ (◦ C)

3825

2856

2913

2562

5555

2469

3287

Ϡϯά཰ (GPa)

163

79

200

115

411

287

116

೤๲ு܎਺ (106 /K)

9.37

14.2

13.4

17.9

4.5

11.3

8.6

૬‫༻࡞ޓ‬௕ (cm)

8.844

10.14

15.18

15.06

9.95

42.10

27.80

on spill (2sec)

冷却水配管

金標的

金標的

Fig. 30 ඪతԹ౓ͷϞχλʔը໘ɻ

銅ブロック

ビーム

最高温度上昇 (K)ビーム

oｆｆ spill (3.52sec)

350
300
250
200
150
100
50
0

data
calc

0

10

20
30
ビーム強度 (kW)40

50

Fig. 31 ‫ࡏݱ‬ͷඪతͰ࣮ଌͨ͠࠷ߴԹ౓ͷϏʔϜ
Fig. 28 ‫ࡏݱ‬ͷϋυϩϯੜ੒ඪతͷஅ໘ਤͱࣸ

‫౓ڧ‬ґଘੑɻ

ਅɻʹ‫͍ͯ͠ࢹ؂‬Δ [14, 16, 17]ɻ͜ͷඪత͸ɺ2014 ೥ 9 ݄ʹઃஔɺ2015 ೥ 4 ݄͔ΒϏʔϜরࣹΛ։࢝ͯ͠ɺ͜Ε·Ͱτϥϒϧແ҆͘ఆӡసΛଓ͚͍ͯΔɻFig. 30 ͸ɺ100 ms ͝ͱʹ೤ిରͰଌఆ͍ͯ͠Δۚͷ֤ϐʔεͷԹ౓ͷϞχλʔը໘Ͱ͋Δɻ໿ 2 ඵؒͷϏʔϜऔΓग़͠தʹԹ౓্͕͕Γɺͦͷ‫ޙ‬ͷ 3.52 ඵͰྫྷ͍༷͑ͯ͘
ࢠ͕ྑ͘෼͔Δɻଌఆͨ͠࠷ߴԹ౓ΛɺҰ࣍ϏʔϜ‫౓ڧ‬Λԣ࣠ͱͯ͠ϓϩοτͨ͠΋ͷ͕ Fig. 31
Ͱ͋ΔɻҰ࣍ཅࢠϏʔϜ‫౓ڧ‬͸ॱௐʹ૿‫ڧ‬Λଓ͚ɺ2018 ೥ʹ͸࠷ߴ 51 kW Λୡ੒ͨ͠ɻ‫ࡏݱ‬ͷඪతͷઃ‫্ܭ‬ͷ࠷େϏʔϜ‫౓ڧ‬͸ 53 kW Ͱ͋ΔͨΊɺ΄΅ͦͷ‫ݶ‬ք·Ͱഭͬͨ͜ͱʹͳΔɻ
ͦ͜Ͱɺϋυϩϯ࣮‫ࢪݧ‬ઃͰ͸ɺΑΓߴ͍ϏʔϜ‫ʹ౓ڧ‬଱͑ΒΕΔ৽͍͠ඪతΛ‫ࡏݱ‬੡࡞தͰ͋

Fig. 29 ‫ࡏݱ‬ͷϋυϩϯੜ੒ඪతΛऩೲ͍ͯ͠Δ

Δ [18, 19]ɻFig. 32 ͕ͦͷ৽͍͠ඪతͷߏ଄ਤͰεςϯϨε੡‫ີؾ‬༰‫ث‬ͷࣸਅɻ

͋Δɻ‫ج‬ຊతʹ͸‫ࡏݱ‬ͷۚඪతͷߏ଄Λ౿ऻ͓ͯ͠ΓɺඪతຊମͰ͋ΔۚΛɺਫ഑؅ΛຒΊࠐΜͩಔϒϩοΫͰྫྷ΍͢ྫྷ٫ํࣜ͸શ͘ҰॹͰ͋ΔɻϏʔϜ෯ͱಉ༷ೋ࣍ϏʔϜͷόοΫάϥ΢ϯυ཈੍ͷ‫͔఺؍‬Β੍‫͞ݶ‬Ε͍ͯΔͨΊɺ‫ݱ‬ඪత͔Βมߋͳ͠Ͱ 66 mm Ͱ͋Δɻۚͱಔɺ͓ΑͼεςϯϨε੡ྫྷ٫ਫ഑؅ͱͷ઀ビーム߹ํ๏͸ɺ‫ݱ‬ඪతͱಉ͡ HIP Ͱ͋Δɻඪతͷ೤‫౓ڧ‬ධՁ͸࣍ͷΑ͏ͳखॱͰਐΊΒ
ΕΔɻ

冷却水配管

金標的

銅ブロック

1. ϞϯςΧϧϩγϛϡϨʔγϣϯʹΑΔൃ೤෼෍ͷ‫ࢉܭ‬

2. ༗‫ݶ‬ཁૉ๏ʹΑΔԹ౓ͱ೤Ԡྗͷࢉग़ビーム

3. ‫ڐ‬༰ԠྗͱͷൺֱߴΤωϧΪʔཻࢠ͕ް͍෺࣭ʹೖࣹ͢Δ৔߹ɺೋ
※鳥瞰図は
下ブロック
のみ表示

ཻ࣍ࢠɺࡾཻ࣍ࢠɺ· · · ͷੜ੒ɺࢄཚɺ‫ٵ‬ऩʹΑΓෳࡶͳൃ೤෼෍ͱͳΔͨΊɺཻࢠγϛϡϨʔγϣϯίʔυʹΑΔ‫͕ࢉܭ‬ඞਢͰ͋Δɻ༗‫ݶ‬ཁૉ๏ͷ‫ʹࢉܭ‬͸ɺൃ೤෼෍͚ͩͰͳ͘ɺࡐྉͷ෺ੑ஋΍ྫྷ٫ޮ཰Λೖྗ͢Δඞཁ͕͋Γɺ·ͨ‫ڐ‬༰Ԡྗͷ

Fig. 32 ࣍‫ظ‬ϋυϩϯඪతͷஅ໘ਤͱௗᛌਤɻ
͔͠͠ɺΑΓྫྷ٫ޮ཰Λߴ͘͢ΔͨΊɺۚͷԼ͚ͩͰͳ্͘ʹ΋ಔϒϩοΫΛ઀߹͍ͯ͠Δɻͨͩɺͦ͏͢Δͱۚ͸্Լͱ΋߆ଋ͞Εͯ೤๲ுͷಀ͛ಓ͕࠹͕Εɺத৺ʹେ͖ͳ೤Ԡྗ͕ൃੜͯ͠͠·͏ͨΊɺϏʔϜํ޲͚ͩͰͳ͘ɺ্Լʹ΋ۚΛ෼ׂ͢Δɻ೤‫ࢉܭ‬ΑΓ্Լͷۚ͸ͦΕͧΕ໿ 0.1 mm
೤๲ு͢Δͱ༧૝͞ΕΔ͜ͱ͔Βɺ෼্ׂͨ͠Լ
ͷۚͷؒʹ͸ 0.3 mm ͷܺؒΛઃ͚Δɻ
ۚຊମͷେ͖͞΋ɺೋ࣍ϏʔϜऩྔͱྫྷ٫ޮ཰
ͷ‫͔఺؍‬Β࠷దԽΛࢪͨ͠ɻ3 અͰड़΂ͨΑ͏ͳೋཻ࣍ࢠͷ‫ٵ‬ऩͷޮՌΛߟྀʹೖΕͯ࠷దԽͨ͠
݁Ռɺ৽ඪతͰ͸ۚͷԣ෯Λ 12 mm ͱͨ͠ɻ·ͨɺಔ͔Βണ͖ग़͠ͷ෦෼ͷۚͷߴ͞͸‫ݱ‬ඪత΋৽ඪత΋มΘΒͣ 6 mm Ͱ͋Δ͕ɺಔ΁ͷຒΊࠐΈਂ͞͸ɺ‫ݱ‬ඪతͷ 5 mm ͔Β৽ඪతͰ͸ 2 mm
΁ͱখͨ͘͞͠ɻ͜Ε͸ɺۚΑΓ΋ಔͷํ͕೤఻ಋ཰͕ྑ͍ͨΊɺൃ೤த৺͔Βྫྷ٫ਫ·Ͱͷ೤ͷҠಈ‫ܦ‬࿏ͱͯ͠ͳΔ΂͘ૣ͘ಔʹͳͬͨํ͕ྫྷ٫
ޮ཰͕ߴ͘ͳΔ͔ΒͰ͋ΔɻϏʔϜํ޲ͷ௕͞͸ɺઃఆʹ͸ࡐྉͷ‫౓ڧ‬ͷσʔλ͕ඞཁͰ͋ΔͷͰɺͦΕΒ͕ෆ໌ͳ৔߹͸ͦͷଌఆ΋ߦΘͳ͚Ε͹ͳΒͳ͍ɻྫ͑͹ɺϋυϩϯ࣮‫ࢪݧ‬ઃͷۚඪతͷ৔߹͸ɺಛʹߴԹʹ͓͚Δۚͷ‫ػ‬ց‫౓ڧ‬ͷσʔλ͕๡͔ͬͨͨ͠Ίɺ࣮ࡍͷ HIP ઀߹ͷࡍͱಉ͡೤
ॲཧΛՃ͑ͨۚͷѹԆࡐΛ༻ҙ͠ɺͦΕ͔Β JIS

Z2241 13B ߸ࢼ‫ݧ‬ยΛ࡞੡ͯ͠ɺ࠷ߴ 400 ◦ C ·ͰͷԹ౓‫Ͱڥ؀‬Ҿுࢼ‫ݧ‬Λߦͬͨ [19]ɻ
͜ͷҾுࢼ‫ʹݧ‬ΑͬͯಘΒΕͨۚͷԠྗ-࿪Έ‫ۂ‬ઢͷσʔλͱɺϞϯςΧϧϩίʔυ MARS [23]ʹΑΓ‫ൃͨ͠ࢉܭ‬೤ີ౓෼෍Λ༻͍ͯɺ༗‫ݶ‬ཁૉ‫ࢉܭ‬ίʔυ ANSYS [24] Ͱ࣮ࡍͷεϐϧ࣌ؒߏ଄ʹ߹Θͤͨա౉ղੳΛߦͬͨɻಉ͡΍ΓํͰ‫ݱ‬ඪతʹ͍ͭͯ‫݁ͨ͠ࢉܭ‬Ռ͕ Fig. 31 ͷ‫ࢉܭ‬஋Ͱɺ࣮ଌͱྑ͘Ұக͍ͯ͠Δɻ૝ఆͨ͠ϏʔϜ৚݅͸ɺΤωϧΪʔ 30 GeVɺฏ‫ ౓ڧۉ‬90 kWɺऔΓग़࣌ؒ͠ 2 ඵɺ‫܁‬Γฦ͠ 5.52 ඵɺϏʔϜ෯

(σx , σy )=(2.5 mm, 1.0 mm) Ͱ͋Δɻͦͷ‫݁ࢉܭ‬Ռ͕ Fig. 33 Ͱ͋Δɻۚຊମͷ࠷ߴԹ౓͸ 374 ◦ Cɺ઀߹෦ͷԹ౓͸࠷ߴ 263 ◦ C ͱͳΓɺϛʔθε૬౰Ԡྗ͸ɺۚຊମͱ઀߹෦ͰͦΕͧΕ࠷େ 8.1 MPaɺ

9.0 MPa ͱͳͬͨɻ

1

最高 374°C

MX

X

Y

Z

MN

beam
接合部 263°C

NOV 14 2017
NODAL SOLUTIONSTEP=58
SUB =8
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TEMP
(AVG)
RSYS=0PowerGraphics
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SMN =33.0038
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33.0038
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161.04
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246.397267.737
289.076
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353.094374.433

t161128(Au ƒÐ2.5,1.0) @ 30GeV-10.33e13ppp @5.52s-cycle c11

金8.1MPa

MN

MX

Y
X

beam

Z

NOV 14 2017
NODAL SOLUTIONSTEP=4
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SEQV(AVG)
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73548
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接合部
9.0MPasold-target161128(Au,ƒÐ2.5,1.0) @ 30GeV-10.33e13ppp @ 5.52s,c1,Au(hi)Fig. 33 ANSYS ‫ʹࢉܭ‬ΑͬͯಘΒΕͨɺ90 kW ඪతͷԹ౓෼෍ (ࠨ) ͱϛʔθε૬౰Ԡྗ෼෍ (ӈ)ɻ‫ڐ‬༰Ԡྗʹ͍ͭͯ͸ɺԠྗͷछྨʹԠͯ࣍͡ͷΑ͏ʹઃఆͨ͠ɻ
೤Ԡྗ : SM × 3ຊମͷ΄͏͕Թ౓͕ߴ͍෼͚ͩ‫ڐ‬༰Ԡྗ͕খ͘͞
ͳΔͨΊɺ࠷େ‫ڐ‬༰ϏʔϜ‫౓ڧ‬͸ۚຊମͷߴαΠΫϧർ࿑ʹΑ੍ͬͯ‫͞ݶ‬ΕΔ݁Ռͱͳͬͨɻ

௿αΠΫϧർ࿑ : 104 ർ࿑‫౓ڧ‬/2Ҏ্ͷΑ͏ͳ೤‫ʹࢉܭ౓ڧ‬ΑΓɺ৽͍ؒ͠઀ਫ

ߴαΠΫϧർ࿑ : 107 ർ࿑‫౓ڧ‬/2ྫྷඪత͸े෼ͳ҆શ཰Λ΋ͬͯ 90 kW ͷҰ࣍ཅࢠ͜͜Ͱɺ௿αΠΫϧർ࿑͸࿈ଓϏʔϜͷ on/oﬀ ͷ‫܁‬Γฦ͠Λ૝ఆ͓ͯ͠Γɺฏ‫ ۉ‬1 ࣌ؒʹ 1 ճΠϯλʔϩοΫͰϏʔϜӡస͕ఀࢭ͢ΔͱԾఆͨ͠

ϏʔϜʹ଱͑ΒΕΔͱධՁ͞Εͨɻ͜ͷඪత͸ɺ‫ػ࣮ࡏݱ‬Λ੡࡞தͰ͋Γɺདྷ೥ळʹઃஔ͢Δ༧ఆ
Ͱ͋Δɻ

΋ͷͰ͋ΔɻߴαΠΫϧർ࿑͸ 1 εϐϧຖͷ‫܁‬Γฦ͠Λ૝ఆ͓ͯ͠Γɺ5.52 ඵप‫ Ͱظ‬107 αΠΫϧ͸໿ 1.5 ສ࣌ؒʹ૬౰͢Δɻઃ‫ܭ‬Ԡྗ‫ ͞ڧ‬SM
͸ɺJIS B8266ʢѹྗ༰‫ث‬ͷߏ଄-ಛఆ‫֨ن‬ʣʹ͓͚Δ༹઀؅ͷ‫ج‬४ΛࢀߟʹɺҾு‫× ౓ڧ‬0.85/3 ͱ

0.2%଱ྗ ×0.85/1.5 ͷ͍ͣΕ͔খ͍͞ํͱͨ͠ɻ
ർ࿑‫౓ڧ‬͸ɺա‫ڈ‬ͷจ‫ݙ‬஋Ͱ͸ࣨԹͰͷۚͷർ࿑‫ ͕౓ڧ‬104 αΠΫϧͰ͓͓ΑͦҾு‫౓ڧ‬ͷ 0.7 ഒɺ107 αΠΫϧͰҾு‫౓ڧ‬ͷ 0.4 ഒʹͳ͍ͬͯΔ͜ͱ͔Βɺ104 ർ࿑‫ͯ͠ͱ౓ڧ‬Ҿு‫౓ڧ‬/2ɺ107 ർ࿑‫ͯ͠ͱ౓ڧ‬Ҿு‫౓ڧ‬/3 ͱͨ͠ɻ͜ΕΒʹ༻͍
ΔҾு‫౓ڧ‬ɺ0.2%଱ྗʹ͸ɺԹ౓ຖʹۚͷҾுࢼ‫ʹݧ‬ΑͬͯಘΒΕͨ஋Λ࢖༻͢Δɻ

ANSYS ‫ࢉܭ‬ͷ݁ՌΛ΋ͱʹɺԠྗͷछྨ͝ͱʹධՁͨ݁͠ՌΛ Table 4 ʹ·ͱΊͨɻർ࿑ʹରͯ͠͸ɺҰճͷ೤αΠΫϧʹ͓͚ΔԠྗͷৼ෯ͱർ࿑‫ͱ౓ڧ‬Λൺֱ͢Δ͕ɺಉ͡ৼ෯Ͱ΋ฏ‫ۉ‬ԠྗʹΑͬͯ‫͕౓ڧ‬ҟͳΔͨΊɺฏ‫ۉ‬ԠྗʹԠͨ͡ิਖ਼Λ͔͚ͨ΋ͷ͕౳ՁԠྗৼ෯Ͱ͋ΔɻԠྗͷେ͖͚ͩ͞Ͱ‫ݟ‬Δͱ઀߹෦͕΋ͬͱ΋େ͖͍͕ɺۚ

5.3

ճసඪత

ϋυϩϯ࣮‫ࢪݧ‬ઃͰ͸ɺ৽͍ؒ͠઀ਫྫྷඪతΑΓ΋͞Βʹߴ͍ϏʔϜ‫ʹ౓ڧ‬଱͑ΒΕΔੜ੒ඪతͱͯ͠ɺ௚઀ྫྷ٫‫ܕ‬ͷճసඪతΛ‫ࡏݱ‬։ൃதͰ͋
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ϜΨεΛਧ͖෇͚ͯྫྷ٫͢Δɻઌʹड़΂ͨΑ͏ʹɺϋυϩϯ࣮‫ࢪݧ‬ઃͰ͸΋ͱ΋ͱχοέϧ੡ͷճసඪతΛ։ൃ͍͕ͯͨ͠ɺ͜
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Table 4 90 kW ඪతͷ೤ղੳͷ݁Ռͷ·ͱΊɻԠྗ෼ྨԠྗ‫݁ࢉܭ‬Ռ‫ڐ‬༰Ԡྗ

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13.0 MPa(374 ◦ C)

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7.9 MPa

8.2 MPa

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9.0 MPa13.2 MPa

9.0 MPa12.2 MPa

9.2 MPa

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(263 ◦ C)

ߴαΠΫϧർ࿑ʢshot ຖʣʹର͢Δ౳ՁԠྗৼ෯
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ʹର͢Δ౳ՁԠྗৼ෯

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ઢ‫ʹڥ؀‬ஔ͔ΕΔ෺ྔΛ࠷খ‫ʹݶ‬཈͑ΒΕΔ͜ͱ
ͱɺ༰‫ث‬ͷ‫ີؾ‬ͷ֬อ͕༰қͳ͜ͱͰ͋Δɻ

ガス吹き付けਫྫྷͱΨεྫྷ٫ͱΛൺֱ͢Δͱ࣍ͷ௨ΓͰ͋Δɻ
ਫྫྷɾਫंํࣜ

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ϔϦ΢Ϝ e Ψεྫྷ٫ɾ෩ंํࣜ

Fig. 34 ճసඪతͷΨεྫྷ٫ޮ཰ͷଌఆͷ༷ࢠɻ͜ͷதͰ΋ಛʹɺτϦν΢Ϝ౳ͷ “Ԛ͍” ෺࣭ͷੜ੒͕࠷΋େ͖ͳϙΠϯτͰ͋Γɺࠓͷͱ͜ΖϔϦ΢ϜΨεྫྷ٫ΛୈҰީิͱͯ͠ߟ͍͑ͯΔɻ
ϔϦ΢ϜΨεྫྷ٫ͷճసඪతͷ࣮‫ʹݱ‬͸ଟ͘ͷ

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Λม͑ͳ͕ΒɺσΟεΫͱΨεͱͷ೤఻ୡ཰ͷଌ௖͖͍ͨɻఆͱ޲্ΛਐΊ͍ͯΔ [21]ɻ
͜Ε·Ͱͷͱ͜Ζۭ‫Ͱؾ‬ͷଌఆ͔͠ߦΘΕ͍ͯͳ͍͕ɺϔϦ΢ϜΨεʹ‫ ͯ͠ࢉ׵‬50 W/m2 /K ͷ

5.4.1

χϡʔτϦϊඪత೤఻ୡ཰Λୡ੒ͭͭ͋͠Δɻ͜ͷ೤఻ୡ཰ͷ஋Λ

Fig. 36 ʹࣔͨ͠ J-PARC χϡʔτϦϊ࣮‫ࢪݧ‬ઃ༻͍ͯɺ150 kW ͷೖࣹϏʔϜ‫ʹ౓ڧ‬ରͯ͠ճస

[27,28] Ͱ͸ɺ௕‫ج‬ઢχϡʔτϦϊৼಈ࣮‫( ݧ‬T2K)

ඪతͷ೤‫ࢉܭ‬Λߦͬͨ݁Ռ͕ɺFig. 35 Ͱ͋Δɻճ͕ߦΘΕ͍ͯΔɻ͜ͷ࣮‫Ͱݧ‬͸ɺҰ࣍ཅࢠϏʔϜస଎౓͸ 120 rpm ͱ͍ͯ͠Δɻඪతͷൃ೤Λ෼Λඪతʹ౰ͯɺൃੜͨ͠ π தؒࢠͷ่յʹΑΓ์ࢄͤ͞Δ͜ͱʹΑΓɺ͜ͷఔ౓ͷ೤఻ୡ཰Ͱ΋Թग़͞ΕΔχϡʔτϦϊΛɺਆԬʹ͋ΔεʔύʔΧ౓΍ԠྗΛ௿͘཈͑Δ͜ͱ͕ग़དྷ͍ͯΔɻࠓ‫ޙ‬ɺϛΦΧϯσͰ‫ݕ‬ग़͠ɺඈߦதʹχϡʔτϦϊͷछ

ߋͳΔྫྷ٫ޮ཰ͷ޲্ΛਐΊɺड͚ೖΕՄೳͳ࠷ྨ͕มΘΔ֬཰Λ‫؍‬ଌ͢ΔɻχϡʔτϦϊΛޮ཰େϏʔϜ‫౓ڧ‬Λ͞ΒʹߴΊ͍ͨͱߟ͍͑ͯΔɻΑ͘ਆԬʹ޲͚ͯඈ͹ͨ͢Ίɺి࣓ϗʔϯͱ‫ݺ‬͹ΕΔಛघͳి࣓ੴͷ಺ଆʹϩουঢ়ͷੜ੒ඪతΛຊߨٛͰ͸ɺඪతຊମΛத৺ʹऔΓ্͕͛ͨɺ

ઃஔ͠ (Fig. 37)ɺͦͷి࣓ϗʔϯ͕࡞ΔτϩΠͦΕΛऩೲ͢Δ‫ີؾ‬༰‫ث‬ͷํ͕ɺສ͕Ұඪత͕μϧ࣓৔ʹΑͬͯ π தؒࢠΛલํʹϑΥʔΧε͞ଛইΛड͚ͨ৔߹ʹ์ࣹੑ෺࣭ͷ֦ࢄΛ๷͙໾

ͤΔ [29]ɻ

ׂΛ࣋ͭͷͰɺ์ࣹઢ҆શͷ্Ͱ͸ΑΓॏཁͰ͋ϋυϩϯ࣮‫ࢪݧ‬ઃͰ͸஗͍औΓग़͠ʹΑΓओϦΔɻ༰‫ث‬ͷதͰ΋ಛʹɺ௚઀Ұ࣍ϏʔϜʹࡽ͞Εϯά͔ΒΏͬ͘ΓͱϏʔϜ͕औΓग़͞ΕΔͷʹରΔϏʔϜ૭ͷॏཁੑ͸‫ۃ‬Ίͯେ͖͍ɻ‫ີؾ‬༰‫ث‬΍͠ɺχϡʔτϦϊ࣮‫ࢪݧ‬ઃͰ͸ɺΩοΧʔి࣓ੴϏʔϜ૭ʹ͍ͭͯ͸ࢀߟจ‫[ ݙ‬14, 22] Λࢀর͞ΕʹΑͬͯϦϯάதͷશཅࢠ͕Ұ౓ʹऔΓग़͞ΕΔ

͍ͨɻ(“଎͍औΓग़͠”)ɻैͬͯɺඪతͷࡐ࣭͸ɺେྔ·ͨɺେ‫౓ڧ‬ϏʔϜΛड͚Δੜ੒ඪత΍ϏʔϜͷཅࢠ͕Ұ౓ʹরࣹ͞ΕΔ͜ͱͰൃੜ͢Δ೤ি૭Ͱ͸ɺࡐྉͷ์ࣹઢଛইͷӨ‫͕ڹ‬ආ͚ΒΕͳܸʹ଱͑ΒΕΔ΋ͷͰͳ͚Ε͹ͳΒͳ͍ɻબ͹͍ɻ͔͠͠ͳ͕Βɺ์ࣹઢଛইʹΑΔࡐྉͷ෺ੑΕͨͷ͸ɺ౦༸୸ૉ (‫ )ג‬ͷ౳ํੑࠇԖ IG-430 ͰมԽͷ࣮σʔλ͸ඇৗʹ‫ݶ‬ΒΕ͍ͯΔͷ͕‫ݱ‬ঢ়͋ΔɻχϡʔτϦϊऩྔ͕࠷େʹͳΔΑ͏γϛϡ

Ͱ͋Δɻ‫ࡏݱ‬ɺͦͷΑ͏ͳσʔλͷ஝ੵΛ໨ࢦ͢ϨʔγϣϯʹΑΓ࠷దԽͨ݁͠Ռɺඪతϩουͷࠃࡍ‫ڞ‬ಉ‫ ڀݚ‬RaDIATE (Radiation Damage In௕͞͸໿ 900 mmɺ௚‫ܘ‬͸ 26 mm ͱͳ͍ͬͯΔɻ

Accelerator Target Environments) [25] ͕ਐΊΒ͜ͷ௕͞͸ཅࢠͷ૬‫༻࡞ޓ‬௕ͷ໿ 2 ഒͰ͋ΓɺඪΕ͓ͯΓɺJ-PARC ΋ϝϯόʔͱ࣮ͯ͠‫ࢀʹݧ‬ՃతͰͷϏʔϜϩε͸ 85 %Ͱ͋Δɻ

͍ͯ͠Δɻ

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5.4

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ඪతΛ؆୯ʹ঺հ͢Δɻதੑࢠ‫ݯ‬ͷਫۜӷମඪతͨ͠Γ͢Δ͕ɺরࣹ࣌ͷԹ౓Λߴ͘͢Δͱͦͷଛʹ͍ͭͯ͸ຊηϛφʔͰߴాࢯʹΑΔߨ͕ٛ͋Δ

ইޮՌ͕཈੍͞ΕΔ͜ͱ͕஌ΒΕ͍ͯΔɻͦͷͨͷͰɺ͜͜Ͱ͸ɺ‫ݻ‬ମඪతͰ͋ΔχϡʔτϦϊඪΊɺҰ࣍ཅࢠϏʔϜ‫߹ʹ౓ڧ‬ΘͤͯϔϦ΢ϜΨε

తͱϛϡΦϯඪతΛऔΓ্͛Δɻͳ͓ɺ͜ΕΒͷඪྲྀྔΛௐ੔͢Δ͜ͱͰɺඪతԹ౓Λ 800◦ C ఔ౓తͷ‫ݱ‬ঢ়ͱকདྷͷల๬ʹ͍ͭͯ͸ɺࢀߟจ‫[ ݙ‬26]

ʹอ͍ͬͯΔɻྫྷഔͱͯ͠ਫͰ͸ͳ͘ϔϦ΢ϜΨ

最高 342°C
1

beam
MX

Y
X

Z
MN

NOV 28 2017
NODAL SOLUTIONSTEP=61
SUB =8
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TEMP
(AVG)
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163.945
175.103186.261
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320.158331.316342.475

171012(120rpm-346-1P-He)(Au-Ni,ƒÐ2.5,1.0) @ 30GeV-172.2e13ppp @ 50w/m2/k -2

beam

1

MX

Y
Z
MN

X

NOV 28 2017
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最大 8.2MPa
171012(sold-120rpm-346-1P-He)(Au-Ni,ƒÐ2.5,1.0) @ 30GeV-172.2e13ppp @ 50w/m2/k -A

Fig. 35 ճసඪతͷ೤ղੳͷ݁Ռɻ

Fig. 36 χϡʔτϦϊ࣮‫ࢪݧ‬ઃͷϨΠΞ΢τɻ
標的（等方性黒鉛 IG-430）
26mmf x ~900mm
内筒（黒鉛）

外筒とビーム窓（Ti-6Al-4V合金）

Fig. 38 χϡʔτϦϊ࣮‫ࢪݧ‬ઃͷੜ੒ඪతͷࣸਅͱ಺෦ߏ଄ਤɻ

Fig. 37 χϡʔτϦϊ࣮‫ࢪݧ‬ઃʹ͋Δి࣓ϗʔϯɻத৺ʹϩουঢ়ͷੜ੒ඪత (άϨʔͷ෦෼)Λઃஔ͢Δɻ

MUSE

ミュオン標的

中性子標的

Fig. 39 ϚχϐϡϨʔλͰి࣓ϗʔϯ͔ΒඪతΛൈ͖औΔͱ͜Ζͷࣸਅɻ

Table 5 ‫ࡏݱ‬ͷ 750 kW ࢓༷ඪతͱ‫ܭ‬ըதͷ
1.3 MW ରԠͷඪతͱͷൺֱɻ

Fig. 40 ෺࣭ੜ໋Պֶ࣮‫ࢪݧ‬ઃͷϨΠΞ΢τɻୡ੒͍ͯ͠Δɻ‫ࡏݱ‬ɺ࠷େ‫౓ڧ‬Λ 1.3 MW ʹ૿‫ڧ‬750 kW

1.3 MW

͢Δ‫ܭ‬ը͕ਐΊΒΕ͍ͯΔɻ1.3 MW Ͱ΋ඪతԹϔϦ΢ϜΨεѹ1.6 bar5 bar౓Λಉఔ౓ʹอͭͨΊʹɺϔϦ΢ϜΨεྲྀྔΛ૿ѹଛ0.83 bar

0.88 bar΍͢ඞཁ͕͋Δ͕ɺͦͷͨΊʹ্ঢ͢ΔΨεѹྗྲྀྔ

32 g/s60 g/sʹ଱͑ΒΕΔΑ͏ʹɺνλϯ߹ۚͷৌ΍ͦͷ຤୺ϏʔϜൃ೤

23.5 kW40.8 kWͷϏʔϜ૭ͷް͞౳Λ࠷దԽ͢ΔɻTable 5 ʹɺ্ྲྀϏʔϜ૭Թ౓

105 ◦ C

157 ◦ C‫ࡏݱ‬ͷ 750 kW ࢓༷ͷඪతͱɺ‫ܭ‬ըதͷ 1.3 MWԼྲྀϏʔϜ૭Թ౓

120 ◦ C130 ◦ CରԠͷ΋ͷͷൺֱΛ·ͱΊͨɻࠇԖ࠷ߴԹ౓

736 ◦ C909 ◦ C5.4.2

εΛ࠾༻ͨ͠ཧ༝͸ɺ͜ͷࠇԖԹ౓Λߴ͘อͭͨ
ΊͷଞɺਫΑΓ΋τϦν΢ϜͳͲͷൃੜྔΛ཈੍
Ͱ͖Δ͜ͱɺਫ͸ඇѹॖੑͳͷͰύϧεϏʔϜʹΑΔিܸ೾͕ൃੜ͢Δ͜ͱɺͰ͋Δɻ
ඪతͷϝϯςφϯε΍ަ‫׵‬ͷࡍ͸ɺి࣓ϗʔϯͱҰॹʹ‫׬‬શԕִૢ࡞ͰϏʔϜϥΠϯ͔ΒऔΓग़͠ɺϗοτϥϘ಺ͰϚχϐϡϨʔλΛ࢖ͬͯి࣓
ϗʔϯ͔Βඪత͚ͩൈ͖औΔγεςϜ͕։ൃ͞Ε͍ͯΔ (Fig. 39)ɻ2015 ೥ʹඪతͷϔϦ΢ϜΨε
഑؅Λަ‫ࡍͨ͠׵‬ɺ࣮ࡍʹ͜ͷઃඋΛ༻͍ɺަ‫׵‬࡞‫ۀ‬Λ੒ޭ͍ͤͯ͞ΔɻඪతΛ‫ؚ‬Ίͨ‫ثػ‬ઃඋ͸ɺ࠷େ 750 kW ͷҰ࣍ཅࢠϏʔϜ‫౓ڧ‬ΛडೖΕΒΕΔΑ͏ઃ‫͞ܭ‬Ε͓ͯΓɺ2018 ೥Ն࣌఺ʹ͓͚Δӡస‫౓ڧ‬͸ 485 kW ΛϛϡΦϯඪత

MUon Science Establishment (MUSE) [34] ͸ɺ෺࣭ੜ໋Պֶ࣮‫ࢪݧ‬ઃʹ͋ΓɺRCS γϯΫϩτϩ
ϯͰՃ଎͞Εͨ 3 GeVɺ25 Hz ͷେ‫౓ڧ‬ཅࢠϏʔϜΛ༻͍ͯύϧεঢ়ϛϡΦϯΛੜ੒͠ɺ༷ʑͳ෺
ੑɾૉཻࢠ࣮‫ݧ‬Λల։͍ͯ͠ΔɻFig. 40 ͕ɺϛϡΦϯඪతͱதੑࢠඪతͷ͋Δ෺࣭ੜ໋Պֶ࣮‫ࢪݧ‬ઃͷϨΠΞ΢τͰ͋ΔɻϛϡΦϯඪత͸தੑࢠඪతͷ্ྲྀʹઃஔ͞Ε͍ͯΔɻ͜Ε·Ͱ 500 kW ͷཅࢠϏʔϜ‫Ͱ౓ڧ‬Ϣʔβʔར༻ӡసΛߦ͖ͬͯͯ
͓Γɺύϧεঢ়ϛϡΦϯͷ‫Ͱ౓ڧ‬͸ੈք࠷ߴΛୡ੒ͨ͠ɻ͞Βʹɺ2018 ೥Նલʹઃ‫ ౓ڧܭ‬1 MW
Ͱͷ 1 ࣌ؒ࿈ଓӡస΋੒ޭ͍ͤͯ͞Δɻ
ϛϡΦϯඪతͷࡐ࣭͸ް͞ 20 mm ͷ౳ํੑࠇԖ IG-430 ͰɺϏʔϜϩε͸ 5 %Ͱ͋Δɻࢪઃ։

330 mm

70 mm

Fig. 41 ؒ઀ਫྫྷ‫ݻ‬ఆϛϡΦϯඪతͷࣸਅɻᮮ౰ॳ͸ɺࠇԖͷपΓʹಔϑϨʔϜΛ઀߹͠ɺͦ
ͷಔϑϨʔϜʹྫྷ٫ਫ഑؅ΛຒΊࠐΜͩؒ઀ਫྫྷ
‫ݻ‬ఆඪత [35] Λ࢖༻͍ͯͨ͠ɻͦͷ‫ݻ‬ఆඪతͷࣸ
ਅ͕ Fig. 41 Ͱ͋ΔɻࠇԖͱಔͱͷ೤๲ுͷࠩΛ‫ٵ‬ऩ͢ΔͨΊʹɺ྆ऀͷؒʹνλϯͷ૚Λ‫ڬ‬ΜͰ͍Δɻ1 MW ͷҰ࣍ཅࢠϏʔϜʹΑΔൃ೤͸ɺϞϯςΧϧϩίʔυ PHITS ʹΑΔ‫͔ࢉܭ‬Β໿ 4 kWͰ͋ΓɺඪతԹ౓͸ࠇԖத৺Ͱ࠷ߴ 1500 ◦ C ͱ༧૝͞Ε͍ͯΔɻ͜ͷ‫ݻ‬ఆϛϡΦϯඪతͷण໋͸ɺࠇԖͷ์ࣹઢଛইʹΑܾͬͯ·͓ͬͯΓɺҰ࣍ཅࢠϏʔϜ‫౓ڧ‬
͕ 1 MW Ͱ͸൒೥ʹ 1 ճͷަ‫͕׵‬ඞཁͩͱ‫ੵݟ‬΋ΒΕ͍ͯͨɻϝϯςφϯείετͷ࡟‫ݮ‬ͷͨΊʹ͸ɺ͜ͷण໋Λ௕‫ظ‬Խͤͯ͞ަ‫׵‬ස౓Λ‫ݮ‬Β͢͜ͱ͕ඞཁͰ͋Δɻͦ͜ͰɺࠇԖͷ์ࣹઢଛইΛ
෼ࢄͤ͞ΔͨΊɺճసඪతΛ։ൃͨ͠ɻ
ճసඪతͱ͢Δ͜ͱʹΑΓɺࠇԖ୯ମͷण໋͸େ෯ʹ৳ͼΔ͕ɺͦͷ୅ΘΓʹ࣠डʹΑͬͯඪతͷड੍໋͕‫͞ݶ‬ΕΔɻैͬͯɺಛʹ࣠डͷ५‫ࡎ׈‬ͷબఆʹ͸஫ҙ͕ඞཁͰ͋ΔɻϛϡΦϯඪతʹ͓͍ͯ͸ɺ࣠ड͸ 10−5 Pa ͷߴਅۭɺ100 MGy/೥ͷߴ์ࣹઢ৔ɺ130 ◦ C ͷߴԹͷ‫͞ࡽʹڥ؀‬ΕΔͨΊɺ‫ݻ‬ମ५‫ࡎ׈‬Λ༻͍Δඞཁ͕͋Δɻީิͱͳ
Δ‫ݻ‬ମ५‫ࡎ׈‬ͷൺֱදΛ Table 6 ʹࡌͤͨɻೋེ
ԽϞϦϒσϯ (MoS2 ) ͱۜͷ৔߹͸ɺϘʔϧ΍ϦϯάɺϦςʔφʔͱ͍ͬͨ࣠डͷ֤ύʔπʹίʔFig. 42 ճసϛϡΦϯඪతͷࣸਅɻςΟϯά͞ΕΔ͕ɺೋེԽλϯάεςϯ (WS2 )ͷ৔߹͸ϘʔϧͷؒʹηύϨʔλͱͯ͠ૠೖ͞ΕΔɻ௕ण໋͕ັྗతͳೋེԽλϯάεςϯ͸ɺ͜Ε·Ͱ଱์ࣹઢੑͷσʔλ͕ແ͔͕ͬͨɺ‫ߴݚݪ‬࡚‫ࢠి͍͓ͯʹݚ‬ϏʔϜরࣹࢼ‫ݧ‬Λߦͬͨ݁Ռɺ

50 ∼ 100 MGy ·Ͱরࣹͯ͠΋ϕΞϦϯάͷ଱‫ٱ‬ੑʹӨ‫ڹ‬͸‫ݟ‬ΒΕͳ͔ͬͨ [36]ɻ͜ΕʹΑΓɺೋེԽλϯάεςϯΛ࠾༻ͨ͠ɻ
։ൃͨ͠ճసඪతͷࣸਅ͕ Fig. 42 Ͱ͋Δɻճస଎౓͸ɺ์ࣹઢଛইͷ෼ࢄ͕໨తͰ͋ΔͨΊɺߴ଎Ͱ͋Δඞཁ͸ͳ͘ɺ15 rpm ʹઃఆ͍ͯ͠Δɻඪతͷྫྷ٫͸೤᫔ࣹʹΑͬͯߦ͍ɺ࠷ߴԹ౓͸

1 MW ӡస࣌ʹ 620 ◦ C ͱ༧૝͞Ε͍ͯΔɻ
2014 ೥ 10 ݄ʹ‫ݻ‬ఆඪత͔Βճసඪత΁ͷަ‫׵‬͕ߦΘΕɺͦΕҎ߱ 4 ೥ؒɺେ͖ͳτϥϒϧແ҆͘ఆͨ͠ӡసΛଓ͚͍ͯΔ [37]ɻFig. 43 ͸ɺͦͷඪతަ‫͞༻࢖ʹ࣌׵‬ΕͨΩϟεΫ (ߴ์ࣹԽ෺
ͷӡൖͷͨΊͷःณ༰‫ )ث‬ͷࣸਅͰ͋Γɺ಺෦ʹ૊Έࠐ·ΕͨάϦούʔʹΑΓɺ‫׬‬શԕִૢ࡞Ͱ
ඪతΛ௻Γ্͛ͯऩೲ͢Δ͜ͱ͕ՄೳͰ͋Δɻ

Table 6 ࣠ड͚ͷ‫ݻ‬ମ५‫ࡎ׈‬ͷൺֱɻ

MoS2
ۜ

WS2

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଱೤Թ౓

ѹྗ

଱์ࣹઢੑ

ճస଎౓

อ؅

ण໋ (15 rpm ࣌)ίʔςΟϯά

300 ◦ CҰൠత

< 500 rpm

େ‫ؾ‬1100 ࣌ؒ

ίʔςΟϯά

350 ◦ C105 ∼ 10−5 PaҰൠత< 500 rpm

ਅۭ

5800 ࣌ؒηύϨʔλ350 ◦ C105 ∼ 10−5 Pa࣮੷ແ͠< 210 rpm

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110000 ࣌ؒ

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