J-PARCイオン源の現状

Status of the J-PARC RF ion source

大越 清紀 ; 上野 彰  ; 池上 清*; 高木 昭*; 浅野 博之; 小栗 英知  

Okoshi, Kiyonori; Ueno, Akira; Ikegami, Kiyoshi*; Takagi, Akira*; Asano, Hiroyuki; Oguri, Hidetomo

J-PARCリニアックでは、ピークビーム電流を30mAから50mAに増強するために、高周波駆動型(RF)負イオン源の使用を2014年10月より開始した。RF負イオン源は、これまでテストスタンドにおいて試験を行ってきたものであり、RFQのアクセプタンスに収まるビーム電流として70mAのビーム引出し性能を有する。現在、RF負イオン源はピーク電流33mAでビーム利用運転を行っており、また、加速器のスタディを行うために短期間ではあるが55mAの運転も並行して行っている。ビーム電流は、電流を一定にするためのフィードバック制御を導入しているため、長期的な変動は無く安定している。いままでセシウム添加量の過多が原因と思われるアンテナ損傷が運転中に1回あったものの、それ以外は大きなトラブルもなく非常に安定に稼働しており、現在まで、33mA条件下で約1,100時間の連続運転に成功している。

In order to satisfy the requirements of the J-PARC second stage, which will produce a 1MW beam, the Cs-free LaB-filament-driven H ion source was replaced to a cesiated RF-driven H ion source (RF ion source) during the summer shutdown period in 2014. By developing and testing the RF ion source on an off-line test-stand for about five years, it successfully and stably produced a peak current of more than 60mA within the acceptance of the following RFQ linac with the required beam duty-factor of more than 1.25% (500s 25Hz). For about one year, the RF ion source has been operated with a peak current of 33mA routinely, which causes low beam loss in the J-PARC operated with a 500kW beam. It has been also operated with a peak current of 55mA for a few weeks in each two months for the J-PARC beam study striving toward the 1MW beam operation. The beam current is controlled within the error of 0.1mA by feed-backing the RF power and the Cs density during the operation. Except for the only one failure of the internal RF-antenna in the beginning of the operation, there was no serious trouble. The RF ion source with the 33mA peak current operation is successfully operated for approximately 1100 hours.