Bunch length analysis of negative hydrogen ion beam in J-PARC linac

J-PARCリニアックにおける負水素イオンビームのバンチ長解析

三浦 昭彦 ; 林 直樹  ; 丸田 朋史*; Liu, Y.*; 宮尾 智章*; 福岡 翔太*

Miura, Akihiko; Hayashi, Naoki; Maruta, Tomofumi*; Liu, Y.*; Miyao, Tomoaki*; Fukuoka, Shota*

J-PARCリニアックでは、新しく開発したACS加速空洞へ安定したビームを入射するため、ビーム位相方向のプロファイルを測定するバンチ・シェイプ・モニタを開発し、測定・チューニングを行ってきた。バンチ・シェイプ・モニタ設置場所でのビームエネルギー(191MeV)の負水素イオンビームについて、測定誤差などを議論するため、種々のビーム電流強度によるプロファイル幅を測定し、空間電荷効果によるビーム電流強度の依存性を確認した。また、ビーム強度の異なる位置での位相プロファイル幅の差異を議論するため、水平方向に測定個所をスキャンし、機械的構造に伴う差異を確認した。最後に、1台のバンチ・シェイプ・モニタを用いたリニアックのチューニング方法を紹介し、測定条件による計測結果の差異、チューニング方法に関する議論を行う。

We have used bunch shape monitors (BSMs) to measure the longitudinal bunch length of negative hydrogen ion beam in the J-PARC linac. In order to evaluate the measurement errors with peak beam current increasing, we observed waveforms with various beam current. As the result, an RMS bunch length depends on the peak beam current and the bending at the pulse head grows with the peak beam current. We also compared the data taken at an off-center beam to avoid the thermal stress with the ones at an on-center beam, because a target wire will be exposed to a higher peak beam current. In this paper, we introduced the peak beam current dependence of the bunch length waveforms, and an effect of on- /off-centering of the wire position. Finally the new buncher tuning method using one BSM have been discussed.