JAEA-ADSのLinac加速器における誤差解析

Error studies for the JAEA-ADS linac

Yee-Rendon, B. ; 田村 潤  ; 近藤 恭弘   ; 前川 藤夫  ; 明午 伸一郎   ; 小栗 英知  

Yee-Rendon, B.; Tamura, Jun; Kondo, Yasuhiro; Maekawa, Fujio; Meigo, Shinichiro; Oguri, Hidetomo

日本原子力研究開発機構で検討を進めている加速器駆動システム(ADS)は、運動エネルギー1.5GeVとなる連続的(CW)な陽子ビーム(電流20mA)を加速するLinacを用いる。このLinacでは、高い加速効率をもつ超伝導空洞によりビームが加速され、空洞は半波共振器(Half Wave resonator)、スポーク共振器(Spokes resonator)、および楕円形空洞(Elliptical cavity)などによる5つの群で構成される。30MWとなる大強度ビームを用いるADSでは、ビームロスが重大な機器の放射化を引き起こす可能性があるので、安定したビーム動作と高い信頼性を有する堅牢なビーム光学系が必要となる。ビーム損失率は、Linacの各構成要素における不整合や電磁場の誤差により生じる。このため、本研究では各構成要素の誤差に対するビームロスを検討した。本研究では、またビームロス低減のため、許容誤差を推定しその補正法に関し検討した。

Japan Atomic Energy Agency (JAEA)- Accelerator Driven System (ADS) linac consists of a CW proton accelerator with a beam current of 20 mA driven with the energy of 1.5 GeV. Most of the beam acceleration is achieved by using superconducting cavities to obtain high acceleration efficiency at CW mode. The main superconducting linac is composed of five families of cavities (Half Wave resonators, Spokes resonators, and Elliptical cavities) with theirs respectively magnets. Due to the large beam power in the linac of 30 MW and the high reliability required for the ADS project, a robust beam optic designed is necessary to have a stable beam operation and control the beam loss power. The JAEA-ADS linac is composed of several sections and components; thus, the misalignment of these elements together with field errors enhance the beam loss rate and compromises the safety of the linac. To this end, an error linac campaign was launched to estimate the error tolerance of the components and implement a correction scheme to reduce the beam loss power around the linac.