J-PARC MR横方向の入射エラー及びベータトロンチューンモニターシステム

A System for monitoring of the transverse injection error and betatron tune in J-PARC MR

畠山 衆一郎; 外山 毅*; 手島 昌己*

Hatakeyama, Shuichiro; Toyama, Takeshi*; Tejima, Masaki*

J-PARCのMR(Main Ring)は2008年からビームコミッショニングが始まり、現在第1期の設計目標の約1/10の40kW-70kWで定常運転を行っている。ビーム強度増大のハードルの一つは、入射直後のビームロスである。その原因の一つはRCSの出射機器及びMR入射機器の偏向角度の誤差で、それを監視するために横方向の入射エラーを常時モニターすることが要求された。横方向の入射エラーは入射直後のビームバンチの位置情報から計算される。この目的のためにBPMの波形測定のための専用のデジタイザーを新たに用意した。このデジタイザーを用いて入射時のベータトロンチューンの常時モニターも行った。ベータトロンチューンは入射から93ターンまでの短いレンジのバンチ位置を求め高速フーリエ変換を行うことにより3.52秒周期の定常運転でのモニターを可能にした。バンチ位置を求める際、波形に乗るノイズを取り除くためにデジタルハイパスフィルタを使うなどの工夫を行った。

The beam commissioning of J-PARC MR (Main Ring) started in 2008. The current beam power of the user operation is 40 kW - 70 kW which corresponds 1/10 of the designed value of 1st stage. One of the hurdle to clear for the power up is the beam loss at the injection. A candidate of the origin of the injection beam loss is the error of bending angles of RCS extraction magnets and MR injection magnets, therefore it is required to monitor continuously the transverse injection error. The transverse injection error can be calculated using beam bunch positions at the injection. For this purpose a dedicated digitizer is used to acquire the waveform of BPM. It is also monitored the betatron tune using the same digitizer. Processing the injected 93 turns beam bunch positions by FFT it is realized the continuous monitoring with 3.52 s operating cycle. When determining the beam bunch position, the digital-high-pass filtering is adapted to the waveform of BPM to remove the slow component of noise.