Design of the pulse bending magnets for the injection system of the 3-GeV RCS in J-PARC

J-PARCにおける3-GeV RCSの入射システムに使用するパルス電磁石の設計

高柳 智弘   ; 入江 吉郎; 神谷 潤一郎   ; 渡辺 真朗; 渡辺 泰広  ; 植野 智晶*; 野田 文章*; Saha, P. K.   ; 酒井 泉*; 川久保 忠通*

Takayanagi, Tomohiro; Irie, Yoshiro; Kamiya, Junichiro; Watanabe, Masao; Watanabe, Yasuhiro; Ueno, Tomoaki*; Noda, Fumiaki*; Saha, P. K.; Sakai, Izumi*; Kawakubo, Toshimichi*

J-PARCにおける3-GeV RCSの入射システム用パルス電磁石の設計を行った。入射システムは、入射用バンプ軌道を形成する水平シフトバンプ電磁石4台、ペインティング入射に使用する水平ペイントバンプ電磁石4台、及び、垂直ペイント電磁石2台で成り立っている。入射エネルギーは400MeVで、ビームエネルギーは1MWに達する。運転は25Hzで行う。水平シフトバンプ電磁石の位置における入射ビーム,ペインティングビーム、及び、周回ビームを含むビームの通過エリアは、横388mm,縦242mmと非常に広範囲を占める。そのため、水平シフトバンプ電磁石は非常に大きなギャップを必要とし、また、ビームロスを小さくするために磁場精度が要求される。そこで、3次元磁場解析により、0.26Tの磁場で0.4%以下の有効磁場領域を達成し得る設計を行った。

The pulse bending magnets for the injection system of the 3-GeV RCS in J-PARC has been designed. The injection system consists of the pulsed bending magnets, which are four horizontal bending magnets (shift bump) and four horizontal painting magnets (h-paint bump) for the injection bump orbit, and two vertical painting magnets (v-paint magnet). The injection beam energy and the extraction beam power are 400 MeV and 1 MW at 25 Hz repetition rate, respectively. The acceptance to include the injection beam, the painting beam and the circulating beam at the shift bump points is a 388 mm wide and a 242 mm high. The shift bump has been designed using a 3D magnetic analysis code, which accomplished less than 0.4 % field deviation under 0.26 T excitation level.