Lessons from 1-MW proton RCS beam tuning

J-PARC 1-MW RCSのビーム調整

發知 英明  

Hotchi, Hideaki

J-PARC 3GeV RCSは、1MW出力を目指す世界最高レベルの大強度陽子シンクロトロンである。2013年及び2014年の夏季作業期間に入射器であるLinacの増強作業が実施され、RCSへの入射エネルギー及び入力粒子数が設計値へと引き上げられ、2014年10月より、RCSは、1MW設計運転の実現を目指した最終段階のビーム調整を開始した。RCSのような大強度陽子加速器では、ビーム損失により生じる機器の放射化が出力強度を制限する最大の要因となるため、ビーム損失の低減が1MW設計運転を実現するための重要な研究課題となるが、この10月のビーム試験では、入射ビームの分布形状やペイント入射法の最適化等により、770kW相当のビーム加速で生じるビーム損失をほぼ最小化することに成功した。本会議では、ビーム増強過程で我々が直面したビーム損失の発生メカニズムやその低減策について報告する。

The J-PARC 3-GeV Rapid Cycling Synchrotron (RCS) is the world's highest class of high-power pulsed proton driver aiming at 1-MW output beam power. In the last summer shutdown of 2013, the injection energy from the linac was upgraded from 181 MeV to the design value of 400 MeV. In addition, in this summer shutdown of 2014, the maximum peak current of the injection beam was increased from 30 mA to the design value of 50 mA. In October 2014 after completing these series of the injector linac upgrades, we have started the final stage of beam tuning toward the design output beam power of 1 MW. The most important issues in realizing such a high power 1 MW beam operation are control and minimization of beam loss. This talk will present our approaches to beam loss issues that we faced on the process of the beam power ramp-up.