Development of laser system for laser stripping injection

レーザー荷電変換入射に向けたレーザーシステムの開発

原田 寛之  ; Saha, P. K.   ; 米田 仁紀*; 道根 百合奈*; 渕 葵*; 佐藤 篤*; 金正 倫計  

Harada, Hiroyuki; Saha, P. K.; Yoneda, Hitoki*; Michine, Yurina*; Fuchi, Aoi*; Sato, Atsushi*; Kinsho, Michikazu

炭素膜を用いた荷電変換入射は、世界中で大強度陽子加速器で採用されている。それは、パルス型陽子ビームを大強度で生成する画期的な方法ではあるが、大強度がゆえに大きな課題がある。一つ目の課題は、陽子ビームの通過時もしくは衝突時に生じる膜の変形や破壊による短寿命である。もう一つの課題は、膜で散乱された粒子のビーム損失よる高放射化である。それゆえに、炭素膜に代わる非衝突型の荷電変換入射がさらなる大強度化に必要となる。そこで、本研究ではレーザーのみを使用した荷電変換入射手法を新たに考案した。その新たな手法は、「レーザー荷電変換入射」と呼ばれる。この手法を確立するために、J-PARCでは原理実証実験を計画している。本発表では、J-PARCにおけるレーザー荷電変換入射の実現に向けたレーザーシステム開発の現状を報告する。

The charge-exchange multi-turn injection by using a carbon stripper foil is adopted in high-intensity proton ring accelerators worldwide. It is a beneficial method to compress the pulsed proton beam with high intensity but there are serious issues for high intensity. First issue is a short lifetime of the foil by deformation or breaking itself. Another issue is high radiation dose corresponding to the scattered particles on the foil. Therefore, a non-destructive stripping injection method is required for higher intensity proton beam. We newly propose a non-destructive method of H stripping by using only laser. The new method is called "laser stripping injection". To establish our method, we are preparing for a POP (Proof-of-Principle) experiment of 400 MeV H- stripping to proton at J-PARC. In our presentation we will present the current status of laser system development for laser stripping injection at J-PARC.