ビームロス低減のための3GeVシンクロトロンの漏洩磁場遮蔽の概要

Magnetic field shielding by vacuum chambers of magnetic material for beam loss reduction

神谷 潤一郎   ; 荻原 徳男; 林 直樹  ; 發知 英明  ; 吉本 政弘  ; 金正 倫計  

Kamiya, Junichiro; Ogiwara, Norio; Hayashi, Naoki; Hotchi, Hideaki; Yoshimoto, Masahiro; Kinsho, Michikazu

ビームパワーの大強度化が進む粒子加速器において、ビームロスを低減することは必須である。ビームロスの原因の一つとして、ビームラインの電磁石からの漏洩磁場が、シンクロトロン周回ビームの進行方向を変え、ビームパイプ壁に衝突し消失することがあげられる。ビームに対してそのような漏洩磁場を最も効果的に遮蔽をするということは、最もビームに近い場所でビームの周りを磁性材料で完全に覆うことである。つまりビームパイプやベローズ等のすべての真空容器を磁性材料化することが、完全な磁場遮蔽であるといえる。われわれは、現在漏洩磁場によりビーム軌道に影響がでているJ-PARC 3GeVシンクロトロン出射直線部の真空容器に対し、磁性材料化を適用することとした。しかしながら、磁気性能及び真空性能を併せ持つ真空容器の実績はない。そこで該当場所で必要な磁気性能及び真空性能を満たすための課題を洗い出し、それに対する検証を行うこととした。本発表では、上記漏洩磁場遮蔽の概要及び課題とそれに対する取り組みについて発表する。

It is necessary to reduce the beam loss in the high power beam accelerators. One of the reasons of the beam loss is the leakage magnetic field from the beam line magnet, which distorts the beam orbit and makes the beam hit the wall of the beam pipe. The most effective way to shield such leakage field is to cover the beam by the magnetic materials at the nearest space. We decided to apply this method to the vacuum chambers of the straight section of the J-PARC 3 GeV synchrotron, where the effect of the leakage magnetic field to the beam orbit is evident. However, there is few proven evidence of the vacuum chambers of the magnetic material. Therefore we clarify the problems in producing vacuum chambers and bellows, which satisfy the magnetic and vacuum performance. In this article, we deliver the over view of the magnetic shielding project and our approaches to the problems in producing the vacuum chambers of new material.