Tuning of RF amplitude and phase for the drift tube linac in J-PARC

大強度陽子加速器施設のドリフトチューブリニアックの高周波振幅と位相のチューニング

Shen, G.; 池上 雅紀*

Shen, G.; Ikegami, Masanori*

J-PARCリニアックでは、ドリフトチューブ型空洞(DTL)の高周波振幅及び位相の調整を位相スキャン法に基づいて行った。DTL第2空洞及び第3空洞については、ビーム実験の結果はシミュレーションとよく一致したが、第1空洞については特に設定値が設計値から離れている場合について、シミュレーション結果からのずれが顕著であった。本論文では、その原因を追及するためにIMPACTを用いた3次元粒子シミュレーションを行い、低エネルギー成分の生成とフィラメンテーションがその主因であることを明らかにした。また、これらの要因に起因する誤差を抑えるために調整方法を修正し、DTL第1空洞についても振幅で1%以内、位相で1以内の調整を達成することができた。

In the beam commissioning of J-PARC linac, the RF set-point tuning has been performed based on a phase scan method. In the tuning of DTL2 and DTL3, the phase scan curves show a remarkable agreement with the numerical model. In the DTL1 tuning, however, the phase scan curves show a notable discrepancy from the numerical model especially with the RF set-points far from its design value. A three-dimensional particle simulation has been conducted with IMPACT, and the generation of the low energy component and the severe filamentation are identified as the main sources of the observed discrepancy. To circumvent this difficulty, we have adopted two phase scan curves as the reference restricting the parameter range for the phase scan. The reference curves and scanning phase range are carefully determined to avoid the influence from the filamentation. The tuning goal of 1 in phase and 1% in amplitude is satisfied for DTL1 with the two-reference scheme.