Field measurement of pulse steering magnet for J-PARC 3 GeV rapid cycling synchrotron

J-PARC 3GeV RCSのパルス補正電磁石の磁場測定

谷 教夫  ; 高柳 智弘   ; 植野 智晶; 原田 寛之  ; Saha, P. K.   ; 富樫 智人; 堀野 光喜; 林 直樹  

Tani, Norio; Takayanagi, Tomohiro; Ueno, Tomoaki; Harada, Hiroyuki; Saha, P. K.; Togashi, Tomohito; Horino, Koki; Hayashi, Naoki

パルス補正電磁石は、MLFとMRへの各加速サイクルでペイントエリアの入射点を変えることで必要なサイズのビームを供給し、さらに将来、400MeVでの入射ビームを同じ位相空間に入射して軌道確認できる機能を持つように開発された電磁石である。前者はペイント入射として台形波の電流パターンでパルス励磁され、後者がセンター入射として直流で励磁される。パルス補正電磁石の直流磁場の測定では、おもに電磁石の励磁特性と磁場の均一性について確認し、設計値を十分に満たしていることがわかった。また、リング軌道への影響を評価する漏れ磁場測定では、漏れ磁場によりCODが2.7mmと大きい。しかし、実際には隣接するリング軌道上の電磁石によるシールド効果により、その影響は低減されることがわかった。パルス磁場の測定では、測定波形に渦電流の影響が見られた。磁場の主成分と渦電流成分を分離する解析手法やビームへの影響を評価した。パルス補正電磁石は、すでにビームラインに据え付けられ、ビームの振り分け電磁石として入射部でのロスを低減し、機能的な運転を実現させている。本発表では、パルス補正電磁石で行われたこれらの磁場測定結果について報告する。

J-PARC RCS has two functions as a proton beam driver to the spallation neutron source at MLF and also as an injector to MR. However the required beam parameters for each facility are different. The pulse steering magnet (PSTR) was developed to satisfy these requirements by switching the painting area in each acceleration cycle of MLF and MR and to realize center injection at 400 MeV. Therefore there are two operation modes, painting injection and center injection, for operation of PSTR. Painting injection switches beam size (emittance) between MR and MLF and center injection sets injected beam in the same phase space position. The former is operated with pulse mode of trapezoid current pattern and the latter is realized in DC mode. The magnet field measurement was also performed with two operation modes. In this paper we will report the result of the field measurement of PSTR.