High intensity beam studies for the new MEBT1 design

新MEBT1設計のための大強度ビーム実験

岡部 晃大  ; Liu, Y.*; 大谷 将士*; 守屋 克洋  ; 柴田 崇統*; 地村 幹* ; 平野 耕一郎  ; 小栗 英知  ; 金正 倫計  

Okabe, Kota; Liu, Y.*; Otani, Masashi*; Moriya, Katsuhiro; Shibata, Takanori*; Chimura, Motoki*; Hirano, Koichiro; Oguri, Hidetomo; Kinsho, Michikazu

J-PARC大強度陽子加速器では設計出力値である1MWビームパワーのビーム調整を行っている。線形加速器におけるMEBT(Medium Energy Beam Transport)1は低エネルギーでの大強度ビーム輸送系であり空間電荷力が支配的な状況でビームを輸送、及び、下流加速器であるDTLに整合したビームに成型する機能を持つため、J-PARC加速器の出力を安定化する上で最も重要な機器である。そこで、ビーム供給安定化向上のため、MEBT1より上流のイオン源やRFQ等の機器パラメータとMEBT1でのビームパラメータとの関連性を調査した。その結果、MEBT1に入射するビームの挙動は上流機器の設定パラメータと関連があり、その関係はイオン源の数値シミュレーション結果をもとにしたビーム力学理論から解釈できることが今回初めて判明した。さらに、本結果をもとにシミュレーションによる解析を行い、現状のMEBT1では下流側DTLとのビーム整合を行う上でビームモニターの数が不足しており、それらの設置個所を含めて再検討が必要なこと、バンチャー空洞の数を増やしてチョッパーシステム及びDTLとのビーム整合を両立可能な状態にすることによりさらなるビーム供給の安定化が見込めること、などの課題がはっきりと分かった。本発表にてそれらビーム実験結果を報告する。

To realize more stable operation of the J-PARC accelerators, we have a re-design plan of an MEBT1 (Medium Energy Beam Transport). At the J-PARC Linac, the MEBT1 has transverse and longitudinal beam matching section for the DTLs. However there are some locally activated spots in DTL area at the current beam power level. To reduce beam loss during a beam acceleration at the DTLs is a most important task for a stable user operation. The first thing we should do is investigation a connection between beam quality in the MEBT1 and parameters of the upstream hardware. In this presentation, we will report a high intensity beam study results at the MEBT1.