Secondary electron emission yields from the J-PARC RCS vacuum components

J-PARC RCS真空機器の二次電子放出測定

山本 風海   ; 芝田 健男*; 荻原 徳男; 金正 倫計  

Yamamoto, Kazami; Shibata, Takeo*; Ogiwara, Norio; Kinsho, Michikazu

J-PARC計画3GeVシンクロトロン(RCS)は1MWという大強度のビームを中性子ターゲット及び50GeVシンクロトロンに供給する。RCSは25Hzという早い繰り返しで運転されるため、その変動磁場によって引き起こされるエディー電流に注意しなければならない。そのため、われわれはマグネット内に置く真空容器の材料を金属ではなくセラミックとしている。しかし、セラミックの二次電子放出率は金属と比べて高く、ビーム不安定性を引き起こす可能性がある。また、RCS内にはビームロスを局所化するコリメータを配置するが、ここから出てくる放射線も二次電子の発生源となる。これらの影響を低減するために、TiNコーティングが検討されている。今回はこのTiNコーティングの条件を変えて二次電子放出量を測定した。また、より二次電子放出係数の低いコーティングとしてダイヤモンドライクカーボンコーティングに関しても試験を行った。

The J-PARC 3GeV Rapid-Cycling Synchrotron (RCS) is required to provide 1MW pulsed protons to the spallation neutron target and the 50 GeV main ring. Since the acceleration period is set at a repetition rate of 25Hz, the eddy current effect due to such rapid repetition magnetic field is a big issue (i.e. the perturbation of the magnetic field and the heating owing to the ohmic loss) in the metal duct. Therefore, we choose the ceramics duct in the magnets in order to avoid the eddy current effect. But the total secondary electron emission yield (SEY) from the ceramics surface is larger than the metal one. In order to reduce these undesirable electron emitted from the chamber surface, Titanium Nitride (TiN) is coated on the inside surface of the chambers. We measured SEY from TiN coating surface with various conditions. We further investigated Diamond Like Carbon coating to search the possibility of another coating. The results of these measurements are shown.