Systematic beam loss study due to the foil scattering at the 3-GeV RCS of J-PARC

J-PARC 3GeV RCSにおける荷電変換膜での粒子散乱に起因するビーム損失研究

Saha, P. K.   ; 發知 英明  ; 原田 寛之  ; 吉本 政弘  ; 山本 風海   ; 山崎 良雄 ; 菅井 勲*

Saha, P. K.; Hotchi, Hideaki; Harada, Hiroyuki; Yoshimoto, Masahiro; Yamamoto, Kazami; Yamazaki, Yoshio; Sugai, Isao*

荷電変換膜における多重クーロン散乱を含む原子核散乱によって生じるビーム損失は、J-PARC RCSにおける制御できないビーム損失の一つである。そのビーム損失をよく理解するために、最近ビーム実験とシミュレーションの双方を用いた研究を実行した。厚さの異なる7枚の荷電変換膜を用いてビーム損失を測定し、その結果がシミュレーションとよく一致することがわかった。このような荷電変換膜の厚さに対するビーム損失の詳しい理解は、現在の入射エネルギー181MeVのみならず、近い将来に増強される400MeV入射でのRCSのビーム出力の増強シナリオに対しても荷電変換膜の厚さや形状の最適化に用いられる。

The beam loss caused by the nuclear scattering together with the multiple Coulomb scattering at the stripping foil is one main concern of the uncontrolled beam losses in RCS of the J-PARC. In order to have a realistic understanding, a systematic study with both experiment and simulation has been carried out recently. A total of seven targets with different thicknesses were used and the measured beam losses were found to be consistent with the simulation. Such a realistic understanding becomes very useful in order to optimized the size and thickness of the stripping foil in connection with the RCS power upgrade scenario not only with the present injection beam energy of 181 MeV but also for the near future upgrade with 400 MeV.