J-PARC RCS縦方向シミュレーション

Longitudinal particle simulation for J-PARC RCS

山本 昌亘   ; 穴見 昌三*; 絵面 栄二*; 長谷川 豪志; 原 圭吾*; 堀野 光喜*; 野村 昌弘  ; 大森 千広*; Schnase, A.; 島田 太平 ; 鈴木 寛光; 高田 耕治*; 高木 昭*; 田村 文彦   ; 戸田 信*; 吉井 正人*

Yamamoto, Masanobu; Anami, Shozo*; Ezura, Eiji*; Hasegawa, Katsushi; Hara, Keigo*; Horino, Mitsuyoshi*; Nomura, Masahiro; Omori, Chihiro*; Schnase, A.; Shimada, Taihei; Suzuki, Hiromitsu; Takata, Koji*; Takagi, Akira*; Tamura, Fumihiko; Toda, Makoto*; Yoshii, Masahito*

J-PARC Rapid Cycling Synchrotron(RCS)は2007年9月にビームコミッショニングを開始し、所定の3GeVまでの加速及び取り出しに成功した。ビーム強度を上げるための試験も行われており、大強度ビームを加速する際の入射時の空間電荷効果を抑えることもその一つである。RCSでは、マルチターン入射の手法を用いて入射を行っているが、その際通常の基本波RFのみを用いた手法ではバケツ中心の電荷密度が高くなってしまうため、2倍高調波,運動量オフセット,2倍高調波位相オフセットの各手法を組合せて、入射時のバンチングファクターを小さく抑える手法をシミュレーションにより検討した。ビーム試験の結果とシミュレーションとの比較について述べる。

The beam commissioning has been started at the J-PARC RCS in October 2007, and the beam acceleration and the extraction at 3 GeV has been succeeded. Some longitudinal bunch gymnastics has been tested toward the high intensity operation, one of the issues is arriviating the space charge effect at the injeciton. Since the multi-turn injection scheme is employed at the RCS, the electric charge density of the bunch near the center of the RF bucket tends to be high with only normal fundamental RF capture. Some schemes such as adding 2nd higher harmonic RF, the momentum offset and the phase offset of the 2nd one are simulated by longitudinal particle tracking code to make the bunching factor low. The comparison between the beam test result and the particle tracking simulation is described.