日本原子力研究開発機構（原研）の研究グループは，原研および高エネルギー加速器研究機構の共同運営組織である，J-PARCの物質・生命科学実験施設（MLF）における中性子源施設の安定な運転のため，大強度陽子ビームの整形技術を開発した（ニュースリリース）。

J-PARCの中性子源施設では，大強度陽子ビームを水銀ターゲットに当てて中性子を生成する。水銀ターゲットの鉄鋼製容器は，大強度の陽子ビームに晒されることにより損傷するため，安定した中性子源施設の運転のためには，ターゲットに当たる陽子ビームの電流密度を下げて損傷を抑えることが必要。

しかし，ビーム形状が尖った山型（ガウス分布）の分布を示す既存のビーム調整技術（線形ビーム光学）では電流密度をあまり下げられなかったが，ビームを平坦な形状に整形できれば，水銀ターゲット上の電流密度を下げることができる。

以前より，八極電磁石を用いた非線形光学によるビーム整形技術を適用すればビームを平坦な形状に整形できることが知られていた。しかしこの調整技術は八極磁場などのパラメータ調整が複雑なため，ある特定の条件でしか適用できず，また副作用としてビームロスが発生することも知られていた。

そこで研究グループは，このビーム調整技術を追求し，あらゆる条件において，ビーム形状はたった2つのパラメータで表せることを見いだした。また，ビームロスを抑えた状態で平坦な形状にビームを整形して電流密度を下げられる最適な条件を明らかにした。

実際にJ-PARCの中性子源施設に八極電磁石を設置し，最適条件でビームを調整した結果，ビームロスを発生させずに予測どおりにビームが整形できることを確認した。このビーム整形により，水銀ターゲット上の電流密度を従来の値から約30%低下できた。メガワット（MW）クラスの大強度加速器施設で非線形ビーム光学によりビーム整形を行なったのは，世界で初めてだという。

この研究で得られた知見により，J-PARC等の大強度陽子ビームを用いた中性子源施設でさらに安定したビーム運転が行なえるようになった。また，この手法は高レベル放射性廃棄物の減容化・有害度低減のための加速器駆動システム（ビーム出力30MW）のような，将来の大強度加速器施設の安定したビーム運転に貢献し，さらなる加速器施設の安全性向上につながるものだとしている。