Design and optimization of a proton source extraction system for the JAEA-ADS linac

JAEA-ADSライナックの陽子イオン源におけるビーム引出し部の設計と最適化

Yee-Rendon, B. ; 近藤 恭弘   ; 田村 潤; 前川 藤夫  ; 明午 伸一郎   

Yee-Rendon, B.; Kondo, Yasuhiro; Tamura, Jun; Maekawa, Fujio; Meigo, Shinichiro

日本原子力研究開発機構(JAEA)は、加速器駆動システム(ADS)の開発のため、ビーム出力が30MWとなる連続波(cw)超伝導陽子線形加速器(リニアック)を設計している。JAEA-ADSリニアックのイオン源は、エネルギーが35keV、正規化されたrmsエミッタンスが0.1mm mrad未満で、20mAを超える陽子ビームを提供する必要がある。イオン源におけるビーム引出し部がビーム特性と品質を決定するため、目標の達成のためAXCEL-INP 2-Dシミュレーションプログラムを使用して、引き出し部の設計における幾何形状に関して最適化した。本報告は、イオン源引き出し部の設計について説明し、JAEA-ADSリニアックの陽子イオン源に関するビームダイナミクスを最初の結果として報告する。

The Japan Atomic Energy Agency (JAEA) is designing a 30 MW continuous wave (cw) superconducting proton linear accelerator (linac) for the Accelerator Driven System (ADS) proposal. The JAEA-ADS linacs ion source must provide a proton beam over 20 mA with an energy of 35 keV and a normalized rms emittance of less than 0.1 mm mrad. As the extraction system determines the beam properties and quality, systematic optimizations on the geometry and input values of the extraction system design were conducted using the AXCEL-INP 2-D simulation program to satisfy the goal requirements. This work describes the extraction system design and reports the beam dynamics results of the first study for the proton source of the JAEA-ADS linac.