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High intensity beam trial of up to 540 kW in J-PARC RCS

J-PARC RCSにおける540kW大強度加速試験

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*; 加藤 新一*

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

2012年11月、J-PARC RCSにおいて、540kW相当の大強度加速試験を実施した。RCSでは、入射エネルギー領域の空間電荷効果を緩和するためにペイント入射法を採用しているが、このペイント入射法により、540kW相当のビーム運転時に発生した30%という大きなビーム損失を2%(許容限界値の1/6以下)まで低減させることに成功した。また、残った2%のビーム損失についても、対応するビームシミュレーションを実施してその起源を明らかにすることができた。

In November 2012, we have performed a high intensity beam trial of up to 540 kW. The beam loss for 540 kW intensity beam was well reduced from 30% to 2% by injection painting. This remaining beam loss of 2%, arising from foil scattering and 100-kHz field ripple induced by injection bump field, corresponds to 650 W in power, which is still less than 1/6 of the current collimator capability of 4 kW. The numerical simulation well reproduced the experimental results. Accelerator modelling and quantitative benchmarking between experiment and numerical simulation becomes feasible. The numerical simulation very much helped us to understand the mechanism of observed beam loss. Also several beam loss mitigation ideas were proposed with a help of numerical simulation and verified by experiment.

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