J-PARCリニアック中エネルギービーム輸送系におけるグラフェンを用いたバンチシェイプモニターの開発

Development of the bunch shape monitor using the graphene in the medium-energy beam transport of the J-PARC linac

北村 遼   ; 二ツ川 健太*; 林 直樹  ; 平野 耕一郎  ; 近藤 恭弘   ; 小坂 知史*; 宮尾 智章*; 根本 康雄*; 森下 卓俊  ; 小栗 英知  

Kitamura, Ryo; Futatsukawa, Kenta*; Hayashi, Naoki; Hirano, Koichiro; Kondo, Yasuhiro; Kosaka, Satoshi*; Miyao, Tomoaki*; Nemoto, Yasuo*; Morishita, Takatoshi; Oguri, Hidetomo

J-PARCリニアックでは、バンチシェイプモニター(BSM)を用いた中エネルギービーム輸送系での縦方向マッチング最適化によるビーム品質向上に取り組んでいる。BSMでは負水素イオンビームから生成した二次電子ビームを用いて間接的にバンチ位相分布を測定する。しかし大強度かつ3MeVのビーム中心部を測定する場合、バンチ位相分布測定は二次電子標的の熱負荷制限により未達成であった。そのため熱負荷耐性の高いグラフェンを標的に採用して、ビームによる性能評価試験を実施した。ビーム中心部に設置したグラフェン標的で生成した二次電子信号の検出に成功し、グラフェンが大強度・低速ビーム用BSMの二次電子標的として有用であることが明らかとなった。

In the J-PARC linac, the optimization of the longitude beam matching in the medium-energy beam transport1 is on-going using the bunch shape monitor (BSM) to improve the beam quality. In the measurement with the BSM, the phase distribution of the beam bunch is indirectly measured using the secondary electron beam produced from the negative hydrogen ion beam. However, when the bunch shape is measured at the center of the beam, it has not been measured yet, because of the limitation of the thermal loading of the secondary electron target. Therefore, the graphene was adopted as the BSM target, because it could resist the high thermal loading. and the performance evaluation was conducted. When the target was set at the center of the beam, the detection of the signal from the graphene target was successful. Therefore, this graphene target can be used for the BSM to measure the high-intensity beam with the low energy.