Beam loss issues in the high-intensity beam operation at J-PARC RCS

J-PARC RCSにおける大強度ビーム運転時のビーム損失ついて

發知 英明  

Hotchi, Hideaki

RCSのようなMW級の大強度陽子加速器では、ビーム損失により生じる機器の放射化がビーム出力を制限する最大の要因となる。RCSでは、ビーム損失の要因となる様々な効果(空間電荷効果, 非線形磁場, フォイル散乱等)を取り込んだ高精度の計算モデルを構築し、数値シミュレーションと実験を組み合わせたアプローチでビーム損失の低減に取り組んできた。数値シミュレーションと実験の一致は良好で、計算機上で再現したビーム損失を詳細に解析することで実際の加速器で起こっている現象を十分な確度で理解することが可能になっただけでなく、それを低減するためのビーム補正手法を確立するのに数値シミュレーションが重要な役割を果たした。ハードウェアの改良と共に、こうした一連のビーム力学的研究により、1MW設計運転時のビーム損失を10という極限レベルにまで低減することに成功している。本発表では、1MW運転調整で問題になったビーム損失について、その発生機構や解決方法をレビューすると共に、数値シミュレーションを用いてRCSの限界ビーム強度を議論する。

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