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J-PARCにおけるレーザー荷電変換実験に向けたレーザー開発状況

Status of laser development for laser stripping experiment at J-PARC

原田 寛之; Saha, P. K.; 米田 仁紀*; 道根 百合奈*; 渕 葵*; 佐藤 篤*; 柴田 崇統*; 金正 倫計

Harada, Hiroyuki; Saha, P. K.; Yoneda, Hitoki*; Michine, Yurina*; Fuchi, Aoi*; Sato, Atsushi*; Shibata, Takanori*; Kinsho, Michikazu

大強度陽子加速器では、線形加速器で加速された負水素イオンの2つの電子を円形加速器の入射点に設置された荷電変換用炭素膜にて剥ぎ取り、陽子へと変換しながら多周回にわたり入射することで、大強度陽子ビームを形成している。この入射手法は、大強度の陽子ビームを生成できる反面、周回する陽子ビームが膜への衝突を繰り返すため、膜の短寿命化や膜での散乱によるビーム損失が大強度ゆえに課題となっている。そのため、さらなる大強度出力を目指すには、炭素膜を用いた衝突型の荷電変換入射に代わる非衝突型の新たな入射手法が必要となる。本研究では、レーザーにて電子剥離を行う「レーザー荷電変換入射」を新たに提案し、J-PARCにおける原理実証実験を計画しており、その実験に向けたレーザーシステム開発を進めている。本発表では、レーザー荷電変換入射の概要を紹介し、レーザーシステムの開発状況を報告する。

The high-intensity proton accelerator adopts a charge exchange injection scheme, which injects with exchanging from negative Hydrogen ion to proton by using carbon foil. This scheme is destructive-type method by using the foil and can accumulate high intensity proton beam. However, the uncontrolled beam losses by scattering at the foil and the foil breaking by the beam collision are a key issue of high-intensity proton accelerator. In order to realize higher intensity, new injection scheme of non-destructive type is needed instead of the foil. We newly propose laser stripping injection scheme by using laser pulse. We plan proof of principle experiment at J-PARC and are developing the laser system. In my presentation, we introduce the overview of laser stripping injection scheme and report the status of laser development.

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