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Bunch shape measurement of 181 MeV beam in J-PARC linac

J-PARCリニアックにおける181MeVビームのバンチ長測定

三浦 昭彦; Feschenko, A. V.*; Mirzojan, A. N.*; 宮尾 智章*; 大内 伸夫; 丸田 朋史*; Liu, Y.*; 小栗 英知; 池上 雅紀*; 長谷川 和男

Miura, Akihiko; Feschenko, A. V.*; Mirzojan, A. N.*; Miyao, Tomoaki*; Ouchi, Nobuo; Maruta, Tomofumi*; Liu, Y.*; Oguri, Hidetomo; Ikegami, Masanori*; Hasegawa, Kazuo

J-PARCリニアックでは、2009年より新しく設置されたACS(Annular-ring Coupled Structure)空洞を用いて、ビームエネルギーを400MeVに増強するプロジェクトを進め、2013年度には、リニアックで400MeVの利用運転を開始した。J-PARCリニアックの加速空洞で使用する加速周波数は324MHzであるが、ACS加速空洞の加速周波数は972MHzであり、位相方向に3倍の力を受けるため、ACS空洞に入射する部分でのマッチングをとる必要がある。このため、縦方向のビーム長を観測するバンチシェイプモニタを製作し、181MeVに加速したビームのバンチ長の測定を行った。ここでは、製作したバンチシェイプモニタの測定原理、構造について報告する。合わせて、ビーム運転におけるバンチ長測定、および解析結果との比較について報告するとともに、運転の際に発生した真空の悪化現象とその対策について報告する。

In J-PARC Linac, an energy upgrade project has started since 2009 using Annular-ring Coupled Structure (ACS) cavities. We have decided to use the bunch shape monitors (BSM) as the monitors of the longitudinal beam width measurement in order to take the longitudinal matching using two bunchers located in the upstream of ACS cavities, where the RF frequency jumps from 324 to 972 MHz. Three BSMs were completely fabricated and installed in the beam line. The BSMs were commissioned with the beam and their operability was demonstrated. We found the vacuum degradation during the measurement. We once removed all BSMs to have a vacuum conditioning and postponed the longitudinal matching at the establishment of 400-MeV operation of the energy upgraded Linac. In this paper, we introduce the mechanism of the BSM, its operability, the measurement results with the 181 MeV beam and consistency check with the respect cavity amplitude. We also describe the operational vacuum conditions and the outline of the improvement of the vacuum system for the BSMs.

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