Design and beam dynamics study of disk-loaded structure for muon LINAC

ミューオンリニアックのための円盤装荷型加速構造の設計とビーム力学研究

鷲見 一路*; 飯嶋 徹*; 居波 賢二*; 須江 祐貴*; 四塚 麻衣*; 恵郷 博文*; 大谷 将士*; 齊藤 直人*; 三部 勉*; 吉田 光宏*; 近藤 恭弘   ; 守屋 克洋  ; 竹内 佑甫*; 中沢 雄河*; 安田 浩昌*

Sumi, Kazumichi*; Iijima, Toru*; Inami, Kenji*; Sue, Yuki*; Yotsuzuka, Mai*; Ego, Hiroyasu*; Otani, Masashi*; Saito, Naohito*; Mibe, Tsutomu*; Yoshida, Mitsuhiro*; Kondo, Yasuhiro; Moriya, Katsuhiro; Takeuchi, Yusuke*; Nakazawa, Yuga*; Yasuda, Hiromasa*

ミューオンリニアック用円盤装荷型加速構造(DLS)がJ-PARCミューオンg-2/EDM実験のために開発中である。4つの加速勾配20MV/mのDLSにより、ミューオンが40MeVから212MeV(高速の70%から94%)に加速される。加速にしたがい円盤間隔が増加していく2592MHz準定勾配型TM01-2/3モードDLSを設計し、ミューオン速度と高周波の位相速度の位相スリップが2度以下となることを確認した。さらに、理想的な同期位相を同定し、全エミッタンス1.5mm mrad、運動量分散0.1%(RMS)という要求を満たすことをシミュレーションにより確認した。

The disk-loaded structures (DLS) in the muon LINAC are under development for the J-PARC muon g-2/EDM experiment. Four DLSs with an accelerating gradient of 20 MV/m take charge of muon acceleration from 40 MeV to 212 MeV, which corresponds to 70% to 94% of the speed of light. The quasi-constant gradient type TM01-2/3 mode DLSs with gradually varying disk spacing was designed and it was confirmed that the cumulative phase slip due to the mismatch between muon and phase velocity can be suppressed to less than 2 degrees at the frequency of 2592 MHz. In addition, the optimum synchronous phase and the lattice were investigated to satisfy the requirements of the total emittance less than 1.5 mm mrad and the momentum spread less than 0.1% in RMS.