カーボン素材を用いた大強度3MeV Hビーム用バンチシェイプモニター

Bunch shape monitor for the high-intensity H beam with 3 MeV using the carbon material

北村 遼   ; 二ツ川 健太*; 林 直樹  ; 平野 耕一郎  ; 小坂 知史*; 宮尾 智章*; 守屋 克洋  ; 根本 康雄*; 小栗 英知  

Kitamura, Ryo; Futatsukawa, Kenta*; Hayashi, Naoki; Hirano, Koichiro; Kosaka, Satoshi*; Miyao, Tomoaki*; Moriya, Katsuhiro; Nemoto, Yasuo*; Oguri, Hidetomo

J-PARCリニアックにおいてピーク電流60mAを超える大強度Hビームを供給する場合、高周波四重極リニアック(RFQ)後のビーム輸送系における縦方向測定と調整はビームロスとエミッタンス増大の削減のために重要である。大強度3MeVのHビームのバンチ幅測定にはエネルギー損失が小さくかつ高温耐性のあるカーボンナノチューブ(CNT)ワイヤーを用いた新しいバンチシェイプモニター(BSM)が必要である。しかし二次電子を引き出すためCNTワイヤーに高圧印加すると、放電が電圧印加の妨げとなる。それゆえ安定したバンチ幅測定のためには放電を抑制する必要がある。エミッタとしてのCNTの特性を考慮してワイヤー長を短くしたところ、-10kV高圧がワイヤーに印加できた。本講演ではこのBSMの最新の開発状況と将来の展望を報告する。

The longitudinal measurement and tuning at the beam transport after the RFQ are important to reduce the beam loss and the emittance growth in the J-PARC linac, when the high-intensity H beam of more than 60 mA is supplied. The new bunch shape monitor (BSM) using the carbon-nanotube (CNT) wire is necessary to measure the bunch shape of the high-intensity H beam with 3 MeV, because the CNT wire has a high-temperature tolerance and a small energy deposit. However, when the high voltage was applied to the CNT wire to extract the secondary electron derived, the discharge prevents the power supply from applying the voltage. Therefore, the discharge should be suppressed to measure the bunch shape with stability. Considering the characteristics of the CNT as the emitter, when the length of the CNT wire was short, the high voltage of -10 kV was applied to the CNT wire. The current status and future prospects of the BSM using the CNT wire are reported in this presentation.