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Coupling impedance of the collimator without RF-Shields at the RCS in J-PARC

J-PARC RCSにあるRF-シールド無しコリメータの結合インピーダンスについて

菖蒲田 義博; 岡部 晃大; 神谷 潤一郎; 守屋 克洋

Shobuda, Yoshihiro; Okabe, Kota; Kamiya, Junichiro; Moriya, Katsuhiro

大強度を目指す加速器では、電子雲と電磁場によるビームの不安定化を防ぐことが重要である。そのため、加速器の真空容器の表面にある穴はすべてTiNの薄膜を付着させたRFシールドで塞ぐのが一般的である。TiNは電子雲を抑制するために、RFシールドは電磁場を抑えるため利用される。しかし、真空中でコリメータの穴をTiNの薄膜を付着させたRFシールドで塞ぐと、RFシールドそのものが機械的に壊れてしまうことがわかった。それは、真空中でTiNの摩擦係数が増大するためである。そこで、我々はコリメータの穴がビーム長に比べて十分短いことに注目し、RFシールドをコリメータから外すことにした。そして、シミュレーションによる計算とネットワークアナライザーによるS行列の測定で、新たに誘起される電磁場の影響を確かめることにした。結果、電磁場のビームに与える影響が無視できることがわかり、実際の運転でそれが可能であることが確認された。

All holes on the chamber walls of synchrotrons should be filled with the radiofrequency (RF)-shields to suppress coupling impedances that excite beam instabilities. In a synchrotron, titanium nitride (TiN)-coated RF-shields are installed with collimators. If the holes, through which the collimator jaw enters and exits the chamber, are filled with such RF-shields, the shields may break down as the dynamic coefficient of TiN increases in vacuum. At the Rapid Cycling Synchrotron (RCS), the RF-shields are eliminated from the collimator after demonstrating that the effect due to the RF-shields is negligible on the impedance at low frequencies.

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