Features of the J-PARC linac

J-PARCリニアックの特徴

小林 鉄也

Kobayashi, Tetsuya

J-PARCは世界最大級を目指す大強度陽子加速器であり、大きく分けて400MeVリニアック,3GeVシンクロトロン(RCS: Rapid Cycling Synchrotron)及び50GeVシンクロトロン(MR: Main Ring)の3種類の加速器で構成され、さまざまな目的のため、幾つか実験施設に大強度ビームを供給する。そのリニアックでは負水素イオン(H)を、RFQ, 3式のDTL及び16式のSDTL空洞を用いて324MHzの加速高周波で191MeVまで加速する。さらに21式のACS空洞を用いて972MHzの加速高周波により400MeVに達成する。現在ではSDTL空洞15式による181MeV加速を行っている。RCSの入射ビームは動量広がり(p/p)が0.1%以下であることが必要で、そのためリニアックの加速電界の安定性は、位相,振幅変動それぞれ1度,1%以内が要求される。これを実現するため、高安定な光基準信号分配システムが開発され、またFPGAによる高機能なデジタルフィードバック(FB)制御システムにより加速電界の安定化制御を行っている。その結果、非常に安定で再現性の高いビームを供給可能となり、ビームコミッショニング及び利用実験を順調に進めることができた。その他J-PARCリニアックの主な特徴及び現在の状況等を報告する。

Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) will be one of the highest intensity proton accelerators in the world aiming to realize 1 MW class of the beam power. The accelerator consists of a 400-MeV linac, a 3-GeV rapid-cycling synchrotron (RCS) and a main ring synchrotron (MR), and the accelerated beam is applied to several experimental facilities. The acceleration field error in all of them should be within 1% in amplitude and 1 degree in phase because the momentum spread of the RCS injection beam is required to be within 0.1%. For the cavity field stabilization, a high-stable optical signal distribution system is used as the RF reference, and sophisticated digital feedback and feed-forward system is working well in the low level RF control system. Consequently the providing beam to the RCS is very stable, and the beam commissioning and the experiments of the application facilities have been progressed steadily.