Beam dynamics design of a new radio frequency quadrupole for beam-current upgrade of the Japan Proton Accelerator Research Complex linac

J-PARCリニアックのビーム電流増強のための新しいRFQのビームダイナミクス設計

近藤 恭弘   ; 長谷川 和男; 森下 卓俊  ; Jameson, R. A.*

Kondo, Yasuhiro; Hasegawa, Kazuo; Morishita, Takatoshi; Jameson, R. A.*

J-PARCリニアックのビーム電流増強のためのH RFQ(RFQ III)のビームダイナミクス設計を行った。ボア半径及びヴェーン間電圧一定なコンベンショナルな設計手法に対応するように設計コードLINACSrfqDESを改良し、ジェントルバンチャでは、等分配の法則を適用した。粒子シミュレーションには、LINACSrfqSIMを用た。60mA規格化rmsエミッタンス0.20mm mradの粒子を入射したときに得られた透過率は、98.5%、出口での横エミッタンスは0.21mm mrad、縦エミッタンスは0.11MeV degであった。この結果は、RFQ IIIの要求を満たす。

We have performed the beam-dynamics design of an H radio frequency quadrupole (RFQ) for the beam-current upgrade of the Japan Proton Accelerator Research Complex linac (RFQ III). LINACSrfqDES was set up to support the conventional design method, i.e., design with CURLI-type shaper followed by constant bore radius and with constant intervane voltage, supplemented by keeping the equipartitioned condition in the gentle buncher section. For the particle simulation, LINACSrfqSIM was used. The obtained transmission, transverse and longitudinal emittance are 98.5%, 0.21 mm mrad, and 0.11 MeV deg for the input beam current of 60 mA and normalized rms emittance of 0.20 mm mrad. This design satisfies the requirements of RFQ III.