Development of {QWR}s for the Future Upgrade of {JAEA} Tandem Superconducting Booster

タンデム超伝導ブースターアップグレードのためのQWRの開発

近藤 恭弘   ; 原田 寛之  ; 株本 裕史  ; 神谷 潤一郎   ; 松田 誠  ; 守屋 克洋  ; 田村 潤  ; 加古 永治*; 道前 武*; 阪井 寛志*; 梅森 健成*

Kondo, Yasuhiro; Harada, Hiroyuki; Kabumoto, Hiroshi; Kamiya, Junichiro; Matsuda, Makoto; Moriya, Katsuhiro; Tamura, Jun; Kako, Eiji*; Domae, Takeshi*; Sakai, Hiroshi*; Umemori, Kensei*

日本原子力研究開発機構タンデムブースターは、世界でも先駆的な超伝導重イオンリニアックである。40台の130MHz、最適粒子速度が光速の1/10である1/4波長型共振空洞(QWR)から成り、金までの様々な重イオンを10MeV/uまで加速できる。ユーザ運転が1994年に始まったが、2011年の東日本大震災以来運転が停止している。最近このタンデムブースターを再稼働するための活動が再開された。それに合わせてより重い粒子の加速効率を上げるためのアップグレード計画も始まっている。本発表ではそのための130MHzおよび65MHzのQWRの設計の現状を報告する。シミュレーションコードを用いて電磁場設計を行い、130MHzで5.7MV/m、65MHzで6.6MV/mの加速勾配が得られた。

The Japan Atomic Energy Agency (JAEA) tandem booster is one of the pioneering superconducting heavy ion linac in the world. It consists of 40 QWRs with an operation frequency of 130 MHz and , and has potential to accelerate various ions up to Au to 10 MeV/u. The user operation was started in 1994, however, it has been suspended since the Great East Japan Earthquake in 2011. Recently, in addition to the efforts to restart the tandem booster, activities to develop new lower-beta cavities to improve the acceleration efficiency of heavier ions such as Uranium has been launched. In this work, the current status of the design study of the QWRS for the JAEA tandem facility is presented. Electro-magnetic design using simulation code was performed and acceleration gradient of 5.7 MV/m and 6.6 MV/m was obtained for 130-MHz and 65-MHz QWRs, respectively.