Development of the beam loss monitor for beam halo measurement in the J-PARC RCS

J-PARC RCSにおけるビームハロー測定のためのビーム損失検出器の開発

吉本 政弘  ; 原田 寛之  ; 岡部 晃大  ; 金正 倫計  

Yoshimoto, Masahiro; Harada, Hiroyuki; Okabe, Kota; Kinsho, Michikazu

J-PARC RCSにおいて、ビームのコア部からハロー部までを含めた横方向のプロファイルについて3NBTラインに設置したワイヤー型ビームスクレーパと複数台のビーム損失検出器を用いて測定している。我々のビームハロー測定器の最終目的は、横方向のプロファイルに加えてRCSから取り出された2個のバンチビームに対して時間方向のビームハロー構造を測定することである。そのために応答時間に優れたプラスチックシンチレータと光電子増倍管の組み合わせをビーム損失検出器に採用した。しかしこのビーム損失検出器では、ワイヤーからの放射線だけでなく、他の装置や壁などから放出される放射線まで検出していることが分かった。そのため、我々は鉛ガラスを用いたシンチレーション光型ビーム損失検出器や石英やUVアクリルを用いたチェレンコフ光型ビーム損失検出器の開発を試みた。本発表ではビームハロー測定系の概要と供に、新しいビーム損失検出器の概念や実験結果について発表する。

In the J-PARC RCS, transverse beam profiles including both the beam core and halo at extraction beam transport line (3NBT) were measured by using a combination with a wire scanner type beam scraper and some beam loss monitors (BLMs). Our final goal of this halo monitor is to measure the intra-bunch beam halo of extracted two bunches from the RCS. Thus the plastic scintillator and photomultiplier (PMT) assemblages were adopted as the BLMs with quick time response. However, we found that the BLMs detected not only the radiation from the wire but also reflected one from other devices and wall. Therefore we tried to develop new-type BLMs, which are scintillation-type BLM of lead glass and Cherenkov-type BLM of quartz or UV acrylic. In this presentation, we will report on the overview and experimental results of the new-type BLMs together with the outline of halo monitor system.