Measurement of Momentum Spread of the Injection Beam with Longitudinal Tomography Method in the J-PARC RCS

J-PARC RCSにおける縦方向トモグラフィー法を用いた入射ビームの運動量広がりの測定

吉本 政弘  ; 原田 寛之  ; 發知 英明  ; Saha, P. K.   ; 田村 文彦   ; 山本 昌亘   ; 金正 倫計  

Yoshimoto, Masahiro; Harada, Hiroyuki; Hotchi, Hideaki; Saha, P. K.; Tamura, Fumihiko; Yamamoto, Masanobu; Kinsho, Michikazu

J-PARCリニアックのビームエネルギー及びビーム電流のアップグレード完了を受けて、RCSにおける設計ビーム強度1MWのビーム調整を開始した。1MWビーム出力運転を実現するためには、リニアックからの入射ビーム調整が重要な項目の一つである。リニアックビームの縦方向エミッタンスを調整を目的とし、RCSに入射した直後に縦方向トモグラフィー法を用いて入射ビームの運動量広がりを計測した。我々が開発した縦方向トモグラフィー法のツールは、CBP法を用いたシンプルなアルゴリズムが特徴で、元々はRCSビーム蓄積モード用に開発したものである。今回、我々は加速モードでも使えるように改良を行った。リニアックのデバンチャー2のタンクレベルを調整することで、運動量広がりが0.06%から0.15%まで変化することが測定でき、分布形状の変化もシミュレーションとよく一致することが確認できた。

In the J-PARC RCS, the beam tuning toward the design output beam power of 1MW were started after the completing of the beam energy and beam current upgrades in the LINAC. One of the important issues to achieve the 1MW beam operation is the optimization of the injection beam from the LINAC. Due to the longitudinal beam tuning in the LINAC, the momentum spread of the injected beam into the RCS was measured with the longitudinal tomography method. Our longitudinal tomography tool had been developed using the simple algorithm with the Convolution Back Projection (CBP) method for the beam storage mode of the RCS. Accordingly, we improved this tool to expand into the acceleration mode. By tuning the tank level of the debuncher 2 in the LINAC, it can be measured the momentum spread was shifted from 0.06% to 0.15%. Moreover, these distributions of the momentum spread are consistent with the simulation results.