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1-MW beam operation scenario in the J-PARC RCS

J-PARC RCSにおける1MWビーム運転シナリオの検討

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   

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

J-PARC RCSは、2008年12月に、4kWのビーム出力でユーザー運転を開始した。以来、RCSのビーム出力増強は順調に進展している。RCSは、現在までに、1%以下の低ビーム損失で420kW相当のビーム加速に成功し、ユーザー運転時のビーム出力は280kWに増強されている。現在の入射エネルギーは181MeVであるが、2013年度にそれを400MeVに増強する予定である。その後、われわれは、設計出力1MWを目指すことになる。本論文では、空間電荷効果を軽減するために導入しているペイント入射法の最適化や加速過程のチューンの動的制御など、1MW出力の際のビーム損失低減や出力ビームのハロー成分低減を目指した各種運転パラメータの最適化を、ビームシミュレーションやこれまでの実験結果を用いて議論する。

The J-PARC RCS was made available for user operation in December 2008 with an output beam power of 4 kW. Since then, the output beam power of the RCS has been steadily increasing following progressions in beam tuning and hardware improvements. So far, the RCS has successfully achieved high-intensity beam trials of up to 420 kW at a low-level intensity loss of less than 1%, and the output beam power for the routine user program has been increased to 280 kW. While the current injection energy is 181 MeV, it will be upgraded to 400 MeV in 2013. After that, we are to aim at our final goal of 1 MW output beam power. In this paper, we discuss 1 MW beam operation scenario of the RCS on the basis of the numerical simulations and the experimental results obtained so far.

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