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J-PARC RCSにおける奇数次のビームローディングによるビーム損失

Beam loss caused by odd harmonics of beam loading in J-PARC RCS

山本 昌亘; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 野村 昌弘; 大森 千広*; 島田 太平; 田村 文彦 ; 戸田 信*; 吉井 正人*

Yamamoto, Masanobu; Hara, Keigo*; Hasegawa, Katsushi*; Nomura, Masahiro; Omori, Chihiro*; Shimada, Taihei; Tamura, Fumihiko; Toda, Makoto*; Yoshii, Masahito*

J-PARC RCSはハーモニック数2のRFバケツに2バンチを入れて加速しているので、ビームの主なフーリエ成分は偶数次となる。しかし、粒子トラッキングの結果から、微小な奇数次成分がバンチ間の非対称性を促進し、ある条件ではそれが急速に増大することが分かった。非対称性が単調に増加した場合、大きなビーム損失を引き起こすことになる。また、奇数次成分が大きな振幅ではないものの、振幅変調しながら続く場合ビームハローを形成し、それが微小なビーム損失を招くことも分かった。本報告では、奇数次成分についての粒子トラッキングの結果について述べる。

A harmonic number of J-PARC RCS is two, and when all RF buckets are filled with bunches, the major parts of the beam Fourier components are the even harmonics. However, the particle tracking simulation suggests that the odd harmonics promote asymmetry on each bunch shape and they rapidly increase under some conditions. When the asymmetry becomes larger and larger monotonously, it causes severe beam loss. Furthermore, although the odd harmonics remain small amplitude, an amplitude modulation of them makes a beam halo and causes small beam loss. We describe the particle tracking simulation results to investigate the odd harmonics.

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