線形加速器でビームを光速の71％まで段階加速！
J-PARCには、LINAC（Linear accelerator）、RCS（Rapid Cycling Synchrotron）、MR（Main Ring）の3つの加速器施設がある。いずれも淡々と加速器と電磁石が並んでいるわけだが、3つの加速器施設を利用して段階的に陽子ビームを加速させている。
これは最適なエネルギーの陽子ビームを効率良く、必要な施設に送り、ターゲットに衝突させて研究に必要な粒子を生み出すためだ。
LINACからRCSに陽子ビームが入射され、RCSからはMRと物質・生命科学実験施設に入射。MRからはハドロン実験施設とニュートリノ実験施設に陽子ビームを送っている。
ビームというと延々と照射される光線をイメージするが、バンチ（塊）を連続して射出している。
今回取材する6施設の位置関係
まずはLINAC（リニアック）から見てみよう。全長300mの線形加速器になり、L字を描いてRCSに接続されている。基点は負水素イオン源で、水素を高周波で加熱して負水素イオンを生み出す。
次に電場を利用して負水素イオン源の外に負水素イオンビームを取り出す。ビームの強さは、この時点で50keVであり、複雑な構造を通せない速度なので、ストレートな道を作り､段階的に加速していく。
負水素イオン源。写真ほぼ中央にあるフィラメントからビームがスタートする
高周波4重極型線形加速器
まず高周波4重極型線形加速器で3MeV（光速の8％）まで上げて、アルバレ型ドリフトチューブ線形加速器で負水素イオンビームを収束させつつ、50MeV（光速の30％）まで加速させる。
アルバレ型ドリフトチューブ線形加速器
分離型ドリフトチューブ線形加速器で181MeV（光速の55％）、環状リングを結合させたACS線形加速器（Annular-ring Coupled Structure Linac）で、400MeV（光速の71％）に到達させる。
分離型ドリフトチューブ線形加速器。同じものが設置されているが、徐々に長くなっていく
青い電磁石は収束用だ
ACS線形加速器。環状リングで長さを変更できる
パイプの長さは現場で決定されており、基本的にバラバラ
RCSに入射する手前にある荷電変換膜で電子をはぎ取られ、負水素イオンビームから陽子ビームになる。加速器が一直線に並ぶだけの場所だが、用途に応じて段階的に加速器が変更されているため、大変かっこいい。
ACS線形加速器を抜けたあとは、ビームをゆっくりと90度曲げてRCSに向かう
分岐している部分もある。右は試射用のライン
分岐点
90度曲がったところにも試射用のラインがある
緩いカーブを描いているのは、ロスを減らすためだ
この壁の向こうにRCSがある。補助用の穴もあり
RCSへの入射直前はこんな感じ
ACS線形加速器の途中で、GatewayのノートPCを発見。Core i7のシールも確認できた
