Measurement results of the impedance of the RF-cavity at the RCS in J-PARC

J-PARCのRCSのRF空洞のインピーダンスの測定

菖蒲田 義博   ; 原田 寛之  ; 發知 英明  

Shobuda, Yoshihiro; Harada, Hiroyuki; Hotchi, Hideaki

J-PARCのRCSでは、2015年1月に空間電荷効果やクロマティシティの効果、およびチューンの適切な選択によって、1MW相当のビームを達成した。これらのパラメータが適切でないと、ビームが不安定になることが測定で分かっているが、その主原因をキッカーのインピーダンスと考えるとその振る舞いはおよそ理解できる。しかし、最近、ある特定のチューンを選ぶと、それだけでは理解できない強いビームの不安定性が起きることが確認された。そのビーム不安定性の特徴は、300kWという比較的弱いビームで、しかも、クロマテシティをわずか1/4補正しただけで、ビームの速度が非相対論的なエネルギー領域でおきるということである。その原因を特定するために、J-PARCのRCSのインピーダンス源の見直しを始めた。一般に、キッカー以外のインピーダンス源として、高いと考えられるものは、RF空洞のインピーダンスなので、今回は、RF空洞の横方向のインピーダンスを測定することにした。測定方法はワイヤー法で、測定精度のシステマテックエラーを減らすために、縦方向インピーダンスのワイヤーの位置依存性を使って、求めることにした。この測定結果を利用して、マイクロウェーブインスタビリティがおきる条件を調べたところ、300kWのビームを加速させるには、十分な安定領域があることが確認できた。今後、この新たなビーム不安定性の原因を特定するには、さらに詳細なJ-PARCのRCSのインピーダンス源の調査が必要である。

The kicker impedance dominates at the RCS in J-PARC. Recently, we observe beam instabilities, which are not explained by the kicker. As a candidate causing the beam instability, the impedance of the RF-cavity is measured. The longitudinal impedance is measured by stretching a single-wire inside the cavity. On the other hand, the measurement of the transverse impedance is done by horizontally shifting the single-wire, due to the accuracy problem. The measured impedance is too low to explain the beam instability.