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High intensity measurement issues at the J-PARC RCS

J-PARC RCSの大強度ビーム測定の課題

林 直樹 ; 吉本 政弘 ; 畠山 衆一郎*

Hayashi, Naoki; Yoshimoto, Masahiro; Hatakeyama, Shuichiro*

J-PARC Rapid-Cycling Synchrotron (RCS)は、設計定格1MWの大強度加速器である。ビーム強度を測定するモニタは、加速器の性能を確認する上で重要なものであり、RCSでは2つの異なる原理で動作するモニタDirect-current Current Transformer (DCCT)、Slow-CT (SCT)を備えている。1ショット、1-MW相当運転ではどちらにも問題はなかったが、1-MW連続運転時に、SCTで問題が生じた。この問題は、高周波領域での帯域限度と非対称な周回ビーム電流波形に起因すると思われる。一方、DCCTは、1.2MW相当の運転で、信号の飽和が見られた。ただ、SCTは、この条件下で、正常に動作していた。これらビーム強度モニタの問題は、今後の1-MW連続運転、更にそれ以上の運転に向けて問題解決の必要がある。本論文では、どのように問題解決するかについて述べる。

The J-PARC Rapid-Cycling Synchrotron (RCS) is designed as an 1-MW high intensity proton accelerator. Beam intensity diagnostics is an important device to prove the accelerator performance. The RCS has two instruments based on different principles, namely Direct-current Current Transformer (DCCT) and Slow-CT (SCT). It was realized that SCT showed strange behavior when continuous 1-MW demonstration had been performed, although there were no problem under 1-MW equivalent operation with single shot. The origin of the problem seems to be limited band width at higher frequency and asymmetric circulating beam current pattern. On the other hand, DCCT also showed output signal saturation with 1.2-MW equivalent single shot. But, SCT worked properly with this conditions. These problems have to be solved for future continuous 1-MW and higher intensity operation. On this presentation, we will show beam and test pulse data and discuss about how to measure these problems.

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