大強度陽子ビーム用縦方向分布モニター応答特性評価

Evaluation of the bunch-shape monitor for the high-intensity proton beam

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

大強度・低エミッタンスな陽子ビーム加速を実現するため、空間電荷効果の影響が大きい低エネルギー領域での縦方向分布モニター(バンチシェイプモニター: BSM)の運用試験を進めている。BSM内部でビームを受ける二次電子生成標的に熱負荷耐性の良い高配向性グラファイト(HOPG)を導入したことで、既存のタングステン製標的で問題となっていた標的破損による計測中断が無くなり、安定した計測が可能となった。しかしHOPGを導入したBSMで初めて測定した縦方向バンチ位相分布はシミュレーションによる予想より広がっており、改善の余地がある。J-PARCリニアック棟テストスタンドのビームを利用して、BSMの応答特性を調査した。この試験ではBSMを構成する電子増倍管,偏向電磁石及びRFデフレクタの各パラメータの応答特性を調査・調整した。調整後に測定した縦方向バンチ位相分布はシミュレーションの予想分布と一致した。

A bunch-shape monitor (BSM) in the low-energy region is being developed in the J-PARC linac to accelerate the high-intensity proton beam with the low emittance. A highly-oriented pyrolytic graphite (HOPG) was introduced as the target of the BSM to mitigate the thermal loading. The stable measurement of the BSM was realized thanks to the HOPG target, while the tungsten target was broken by the thermal loading from the high-intensity beam. However, since the longitudinal distribution measured with the BSM using the HOPG target was wider than the expected one, the improvement of tuning parameters is necessary for the BSM. The BSM consists of an electron multiplier, a bending magnet, and a radio-frequency deflector, which should be tuned appropriately. Behavior of these components were investigated and tuned. The longitudinal distribution measured with the BSM after the tuning was consistent with the expected one.