施設概要
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- 所在地
茨城県那珂郡東海村大字白方2番地4 日本原子力研究開発機構 原子力科学研究所 [1]
- 施設
J-PARC は３つの加速器と３つの実験施設からなる[2]。
- 常伝導・超伝導線形加速器 (Linac（リニアック）)
- 全長約330 m。
- 400 MeV まで加速した負水素ビームを、RCSに供給する。 [3]
- 3GeV 陽子シンクロトロン(Rapid Cycling Synchrotron: RCS)
- 周長348.333 m。
- Linacから受け取った400 MeVの負水素イオンを陽子に変えてから、RCSリング内を周回させる。
- 3 GeVまで陽子を加速し、MRやMLFに陽子ビームを40ミリ秒に1回の頻度で供給する。[3]
- 50GeV 陽子シンクロトロン(Main Ring: MR)
- 周長1,567.5 m。
- RCSから供給された3 GeVの陽子を1.4秒間で30GeVまで加速し、ハドロン実験施設やニュートリノ実験施設に陽子ビームを供給する。[3]
実験施設として、物質生命科学実験施設（MLF）、原子核素粒子実験施設（ハドロン実験施設）、ニュートリノ実験施設が建設され、2009年4月までに全施設でのビーム発生を確認された[4]。大学共同利用での実験等に供されている。
- MLFは特定先端大型研究施設の共用の促進に関する法律に云う特定中性子線施設であり、 総合科学研究機構が5つのビームラインの利用審査等を行っている。[5]
- MLFでは、RCSから受け取った陽子ビームを用いて、中性子源、およびミュオン源が稼働している。
- 中性子源から放出される中性子ビームを利用するための23本のビームラインを備えている。材料やタンパク質の構造・機能解析などが行われている。[6][7]
- 物質・生命科学実験施設（MLF）に世界初のパルス中性子イメージング専用装置であるエネルギー分析型中性子イメージング装置「螺鈿」が建設された[8]。
- 同種の中性子実験施設として、米国 Spallation Neutron Source (SNS) が構築中であり、J-PARCと競っている。
- ミュオン源から放出されるミュオンビームを利用するための3本のビームラインを備えている。ミュオンスピン回転を用いた超伝導や磁性材料の研究、電池材料や水素貯蔵材料の基礎研究等が行われている。[6][9]
- 中性子源から放出される中性子ビームを利用するための23本のビームラインを備えている。材料やタンパク質の構造・機能解析などが行われている。[6][7]
- ハドロン実験施設では、MRの陽子ビームを用いて生成したπ中間子・K中間子ビームや、MRの陽子ビームを用いた、原子核・素粒子物理実験が行われている[10]。
- ニュートリノ実験施設では、MRの陽子ビームを用いて生成したニュートリノを用いた、スーパーカミオカンデと連携した素粒子（ニュートリノ）物理実験T2Kなどが進行中である。
