Space-charge induced beam loss and its mitigation in the J-PARC RCS

J-PARC RCSにおける空間電荷効果に起因したビーム損失とその低減策についての検討

發知 英明  

Hotchi, Hideaki

J-PARC RCSは、2014年秋から、設計出力1MWの大強度ビーム調整を開始し、2015年1月に1MWのビーム加速を実現させた。本発表では、RCSビームコミッショニングの最近の進捗状況を報告すると共に、1MW以上の更なる大強度化を目指す上で問題となる空間電荷効果に起因したビーム損失の低減に向けた検討を紹介する。J-PARC RCSでは、入射ビームを位相空間上の広い範囲に一様に分布させるペイント入射と呼ばれる手法を用いて空間電荷効果を緩和させているが、今後、設計出力を上回る2MWを視野に入れた更なるビームの大強度化を目指す上では、そのペイント範囲を現状の2倍以上に拡幅して、更なる空間電荷効果の軽減を図る必要がある。本検討では、ペイント範囲を拡幅する上で障壁となっているビーム入射中のベータ関数の周期性変調を補正する手法を考案すると共に、その補正手法の有効性を数値シミュレーションで実証することに成功した。

The J-PARC RCS is now in the final beam commissioning phase aiming for the 1-MW design output beam power. This talk presents our approaches to space-charge issues towards the further beam power ramp-up than 1 MW, together with the brief report on the recent progress of the RCS beam commissioning.