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New scintillation type beam loss monitor to detect spot area beam losses in the J-PARC RCS

J-PARC RCSにおけるビームロススポットを検出するための新式シンチレーション型ビームロスモニタについて

吉本 政弘 ; 原田 寛之 ; 加藤 新一; 金正 倫計 ; 岡部 晃大 

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

J-PARC RCSでは、1MWの大強度陽子ビーム運転を実現するためにビームロスの抑制と制御に多大なる努力を費やしてきた。我々の主要ビームロスモニタはセル毎の広い範囲でのビームロスを検出することを主眼に置いていたため、ビームロスに関する詳細なメカニズムを調査するには不十分であった。そこで、ビームロススポットを検出しかつ電磁石の中でも使える新式のシンチレーション型ビームロスモニタを導入した。この新式ビームロスモニタは小型シンチレータと光電子増倍管を分離し、光ファイバーで接続する構成になっている。小型シンチレータを真空ダクトに直接接触させているため、ロススポットに対して感度を高めることが可能となった。一方、光電子増倍管を分離して電磁石から遠ざけることができたため、動磁場による増幅率への影響を防ぐことが可能となった。この新式ビームロスモニタの導入により、1MW大強度ビーム運転を安定的に行うことが可能となる。本発表では、この新式ビームロスモニタについて詳細に発表する。

In the J-PARC RCS, a large fraction of our effort has been concentrated on reducing and managing beam losses to achieve 1MW high power proton beam operation. Standard beam loss monitor (BLM), which is installed outside of the magnet in every cell of beam optics and detect the beam loss at wide area in each cell, is insufficient to investigate finer beam loss mechanism in the ring. Thus we developed new scintillation type BLM to detect the beam loss at spot area on the vacuum chamber inside the magnet. The new BLM has separating structure a photomultiplier (PMT) from a plastic scintillator and connecting with optical fibres. Because small plastic scintillator is installed on the vacuum chamber directly, it has capability to have high sensitivity for localized spot area beam loss. On the other hand, the PMT can precisely be operated without being affected by magnetic field by keeping the PMT from the magnet. The new BLM leads the RCS to achieve the stable high power beam operation. In this presentation, we report the detail of the performance of the new BLM.

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