Beam loss reduction by injection painting in the 3-GeV rapid cycling synchrotron of the Japan Proton Accelerator Research Complex

J-PARC 3-GeVシンクロトロンにおけるペイント入射法によるビーム損失の低減

發知 英明  ; 原田 寛之  ; 林 直樹  ; 金正 倫計  ; Saha, P. K.   ; 菖蒲田 義博   ; 田村 文彦   ; 山本 風海   ; 山本 昌亘   ; 吉本 政弘  ; 入江 吉郎*

Hotchi, Hideaki; Harada, Hiroyuki; Hayashi, Naoki; Kinsho, Michikazu; Saha, P. K.; Shobuda, Yoshihiro; Tamura, Fumihiko; Yamamoto, Kazami; Yamamoto, Masanobu; Yoshimoto, Masahiro; Irie, Yoshiro*

J-PARC 3-GeVシンクロトロンは、2007年10月よりビーム試験を開始した。低電流ビームを用いた初期調整、基本試験を経て、2009年12月からペイント入射法の調整を含む本格的な大強度ビーム試験を開始した。このペイント入射は、入射ビームを位相空間の広い範囲に一様に分布させてビームの空間電荷密度を低減させる手法である。われわれは、このペイント入射法により、420kW相当の大強度ビーム運転時に出現した有意なビーム損失を1%以下に低減させることに成功した。

The J-PARC 3-GeV RCS was commissioned in October 2007. Via the initial beam tuning and a series of underlying beam studies with low-intensity beams, since December 2009, we have intermittently been performing beam tuning experiments with higher-intensity beams including the injection painting technique. By optimizing the injection painting parameters, we have successfully achieved a 420 kW-equivalent output intensity at a low-level intensity loss of less than 1%. In this paper, we present the experimental results obtained in the course of the RCS beam power ramp-up, especially on the beam loss reduction achieved by employing the injection painting.