Scintillating fiber detector for the beam loss proton measurements at J-PARC linac

J-PARCリニアックにおけるビームロス陽子測定のためのシンチレーティングファイバー検出器

Konstantinova, O.*; 佐甲 博之   ; 丸田 朋史*; 三浦 昭彦 

Konstantinova, O.*; Sako, Hiroyuki; Maruta, Tomofumi*; Miura, Akihiko

J-PARCリニアックの直線部下流、ACS(Annular Coupled Structure)セクションでは、Hによるビームロスが問題になり、強度を上げる上で障害となった。そのためJ-PARCリニアックにおいてビームロス陽子を測定するためのシンチレーティングファイバー検出器を開発した。検出器は上流4面、下流4面のファイバー面からなり、上流側、下流側は飛行時間測定のため1.6mの間隔をあけた。ファイバー8面を貫通した荷電粒子は陽子または電子であるが、これらは飛行時間で識別する。ビームレートの絶対値を測定し、ビームパルスあたり、1.8-3.210であった。またH/H比は0.7-1.810となり、残留ガスの圧力からの見積もり2.710に近い値となった。さらに陽子のエネルギーは80-120MeVと測定され、シミュレーションの平均値90MeVと無矛盾となった。

The highest beam loss has been observed at the ACS (Annular Coupled Structure) section in the J-PARC linac. We have developed a scintillating fiber detector for beam loss proton measurements at J-PARC linac. It consists of 4 upstream fiber planes and 4 downstream fiber planes. The upstream and downstream planes are separated by 1.6 m for time-of-flight measurements. A charged particle which passes through the 8 planes are either a proton or an electron, which can be distinguished by time-of-flight. We measured the absolute proton beam loss rates of 1.8-3.210. The ratio of H/H was 0.7-1.810, which is closed to the estimated value of 2.710 from residual gas pressure. The energy of protons was measured to be 80-120 MeV, which was consistent with the average simulated value of 90 MeV.