Injection and extraction in J-PARC RCS

J-PARC 3GeVシンクロトロンにおけるビーム入出射

原田 寛之  ; 發知 英明  

Harada, Hiroyuki; Hotchi, Hideaki

J-PARCの3GeVシンクロトロンは、大出力1MWを目指した大強度陽子加速器である。2007年10月のビーム実験開始後、継続的なビーム実験を実施してきた。現在は下流の実験施設や50GeVシンクロトロンに向けて、目標出力の半分である500kWの利用運転を行っている。また、ビーム実験においては1MW相当のビーム入射・加速、取り出しに成功しており、今後1MWの利用運転に向けて、さらなるビーム損失低減や稼働率向上を目指す。大強度出力時にはビーム内の空間電荷力によるビーム損失が問題となる。本研究では、その課題を克服すべく、入射ビームを広いエリアに塗りながら入射を行い、電荷密度を緩和するペインティング入射を実現した。また、取り出しビームの質向上に向けた磁場の時間的な揺らぎに対する補正を実施している。本発表では、3GeVシンクロトロンにおけるビーム入射や取り出しに関する最新の結果を報告する。

J-PARC 3GeV Rapid Cycling Synchrotron (RCS) is a high-intensity proton accelerator with aiming 1MW output power. RCS was beam commissioned in October 2007 and was performed beam studies continually. At present, RCS has 500kW user operations to experimental facility and 50GeV main ring synchrotron. In our beam study, we have successfully achieved 1MW equivalent intensity output and will have a beam study for more reduction of beam loss for 1MW user operation in the near future. In a high intensity accelerator, a space charge force is one of issues for beam loss. In RCS, we have successfully achieved "injection painting", which is injection scheme to paint injection beams in a large emittance area, to reduce charge density of beam. Additionally, field fluctuation of extraction magnets were directly corrected by new compensation scheme for high quality of extraction beams. In my presentation, I will report recent progress about beam injection and extraction in the J-PARC RCS.