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Emittance improvements of cesiated RF-driven H$$^{-}$$ ion source to enable 60?mA operation of high-energy and high-intensity LINACs by plasma impurity controls

プラズマ内不純物制御による高エネルギー高強度LINACの60mA運転を可能にするRF駆動H$$^{-}$$イオン源のエミッタンス改善

上野 彰; 大越 清紀; 池上 清*; 高木 昭*; 小栗 英知

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

J-PARCでは、400-MeV LINACの出射H$$^{-}$$イオンビーム強度60mA運転の検討が行われている。このビーム強度は、J-PARC LINACで達成された50mAより20%高く、世界の同様のLINACでの運転ビーム強度より50%高い。最近、J-PARCセシウム添加型RF駆動H$$^{-}$$イオン源で、この60mA運転を可能にするビームの生成に成功した。水素プラズマ中のアルゴン, 窒素, 水分の不純物の制御とロッドフィルター磁場の調整により、95%-ビーム横方向規格化rmsエミッタンス0.23$$pi$$mm$$cdot$$mradの66-mAビームが生成された。

At the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC), the operation of a 400-MeV linear accelerator (LINAC) with an extraction H$$^{-}$$ ion beam intensity of 60 mA is under investigation. This intensity is 20 % higher than the 50 mA achieved by the J-PARC LINAC and about 50 % higher than those of operating similar LINACs in the world. Recently, the J-PARC cesiated RF-driven H$$^{-}$$ ion source successfully produces a beam enabling the 60 mA operation. A 66-mA beam with 95%-beam transverse normalized rms emittance of 0.23 $$pi$$mm$$cdot$$mrad is produced by controlling the impurities of argon, nitrogen and water molecules in the hydrogen plasma and tuning rod-filter-field.

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