BLonDを用いたJ-PARC RCSの縦方向ビームシミュレーションのベンチマークと新たな加速パターンの検討

Benchmarking longitudinal beam simulation code BLonD for J-PARC RCS and consideration of a new acceleration voltage pattern

沖田 英史  

Okita, Hidefumi

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)では、加速器の更なる高度化を目的とした縦方向のビーム操作パラメータの再検討を進めている。これを検討するために、縦方向ビームシミュレーションコードBLonD (Beam Longitudinal Dynamics)を新たに導入した。BLonDのベンチマークとしてRCSの縦方向ビームシミュレーションを行った結果、BLonDシミュレーション結果はRCS 1MW運転時の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が使えることを確認した。加えて、BLonDを用いて基本加速周波数に対して3倍の周波数の高調波を用いた新たな加速パターンを検討した。その結果、入射から6ミリ秒にかけて3倍高調波を印加することで、ビームの平坦度を最大で約30%改善できることが判明した。本発表ではその詳細について報告する。

The J-PARC 3GeV synchrotron (RCS) has been re-considering the longitudinal beam manipulation parameters. The longitudinal beam simulation code, BLonD (Beam Longitudinal Dynamics), has been introduced to study this issue. The results of benchmarking BLonD simulation reproduced the experimental results at the 1MW beam operation of the RCS well and it was confirmed that BLonD can be used to longitudinal beam simulation of the RCS. In addition, a new acceleration voltage pattern using 3rd-harmonic voltage have been considered. As the results, it was found that the bunching factor, which denotes the flatness of the longitudinal beam distribution, can be improved about 30% at the maximum by applying the 3rd-harmonic voltage until 6ms from injection.