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Operating status of the RF cavities in the J-PARC linac

J-PARCリニアックにおける高周波加速空洞の現状

森下 卓俊  ; 近藤 恭弘   ; 小栗 英知  ; 長谷川 和男; 田村 潤  ; 平野 耕一郎  ; 伊藤 崇  ; 南茂 今朝雄*; 杉村 高志*; 内藤 富士雄*

Morishita, Takatoshi; Kondo, Yasuhiro; Oguri, Hidetomo; Hasegawa, Kazuo; Tamura, Jun; Hirano, Koichiro; Ito, Takashi; Nammo, Kesao*; Sugimura, Takashi*; Naito, Fujio*

J-PARC加速器はリニアック、3GeV-RCSおよび主リングで構成される。リニアックは、初段のイオン源で生成した負水素イオンを複数の高周波加速空洞を連携して加速し、RCSに入射している。高周波加速空洞は上流から高周波四重極空洞(RFQ), ドリフトチューブリニアック(DTL), 分離型DTL, 環結合空洞型結合(ACS)空洞からなる。リニアックでは2006年11月にビーム調整運転を開始し、2009年には実験施設へのビーム供給を開始した。2013年にはビームエネルギー増強のためACS加速空洞をインストールし、定格のビームエネルギーである400MeVに到達した。2014年には初段部(イオン源とRFQおよびビームチョッピングシステム)を一新し、ピーク電流50mAでの運転が可能になった。現在は中性子とミュオン実験に向けて0.27ms、ハドロン実験施設には0.1msのビームパルス幅で、ピーク電流50mAのビームをRCSに供給している。本ワークショップでは、高周波加速空洞の運転に関する進歩と動作安定性、および性能維持のためのメンテナンスについて報告する。

The J-PARC accelerator comprises an injector linac, a 3 GeV Rapid-Cycling Synchrotron (RCS) and a Main Ring. Accelerator components in the linac contain a negative hydrogen ion source, a radio-frequency quadrupole (RFQ) linac, drift tube linacs (DTLs), separated-type DTLs, and annular-ring coupled structure (ACS) linacs. Beam commissioning started in November 2006 and beam delivery to users started in 2009. The ACS cavities were installed to increase the energy to the original design of 400 MeV. The new front end (ion source, RFQ, and chopping system) was installed in 2014 to increase the peak beam current from 30 to 50 mA. Currently, a peak current of 50-mA beam is delivered to the RCS with a beam pulse width of 0.27 ms for neutron and muon experiments and 0.1 ms for particle and nuclear experiments with the repetition of 25 Hz. The progress and the operating stability of the RF cavities and measures to maintain performance will be presented.

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