縦方向計算コードBLonDのJ-PARC RCSへの適用に向けたベンチマーク

Benchmarking of longitudinal calculation code BLonD for Application to J-PARC RCS

沖田 英史  ; 田村 文彦   ; 山本 昌亘   ; 野村 昌弘  ; 島田 太平 ; 吉井 正人*; 大森 千広*; 杉山 泰之*; 長谷川 豪志*; 原 圭吾*; 古澤 将司*

Okita, Hidefumi; Tamura, Fumihiko; Yamamoto, Masanobu; Nomura, Masahiro; Shimada, Taihei; Yoshii, Masahito*; Omori, Chihiro*; Sugiyama, Yasuyuki*; Hasegawa, Katsushi*; Hara, Keigo*; Furusawa, Masashi*

近年、CERNが開発を進めている縦方向シミュレーションコードBLonD (Beam Longitudinal Dynamics)は世界の加速器で利用が進んできている。BLonDは主な部分がPythonで書かれているため可読性,汎用性が高いコードで、空胴に発生するウェーク電圧や縦方向の空間電荷力を考慮したシミュレーションが可能である。現在、J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)の更なる加速技術、運転安定性の向上について検討するツールとして、BLonDの導入とベンチマークを進めている。BLonDを用いて現行の1MW運転パラメータを反映した縦方向シミュレーションを行い、縦方向のビームの電荷分布を表すバンチングファクターを計算した結果は測定値をよく再現しており、RCSの縦方向ビームシミュレーションにBLonDが有効であることを確認した。本発表ではその詳細について報告する。

Longitudinal beam simulation code BLonD (Beam Longitudinal Dynamics), which has been developed by CERN in recent years, is being used accelerator facilities around the world. BLonD can simulate longitudinal beam motion considering with wake voltage and space charge effect and is written by Python, which makes it highly readable and general-purpose code. We are currently conducting a benchmark of BLonD aiming at studying for further improvements of acceleration technology and stable operation of the J-PARC 3GeV synchrotron (RCS). The bunching factor, which express the longitudinal beam charge distribution, calculated by BLonD simulation reflected by the current 1MW beam operation parameters reproduce the experimental results well and the validity of BLonD for RCS longitudinal beam simulation was confirmed.