J-PARC RCSにおける大強度1バンチ加速の検討

Consideration of high intensity single bunch acceleration in J-PARC RCS

田村 文彦   ; 沖田 英史  ; 發知 英明*; Saha, P. K.   ; 明午 伸一郎   ; 吉井 正人*; 大森 千広*; 山本 昌亘   ; 清矢 紀世美*; 杉山 泰之*; 野村 昌弘  ; 島田 太平 ; 長谷川 豪志*; 原 圭吾*; 宮越 亮輔*

Tamura, Fumihiko; Okita, Hidefumi; Hotchi, Hideaki*; Saha, P. K.; Meigo, Shinichiro; Yoshii, Masahito*; Omori, Chihiro*; Yamamoto, Masanobu; Seiya, Kiyomi*; Sugiyama, Yasuyuki*; Nomura, Masahiro; Shimada, Taihei; Hasegawa, Katsushi*; Hara, Keigo*; Miyakoshi, Ryosuke*

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は物質・生命科学実験施設(MLF)およびメインリング(MR)に大強度陽子ビーム供給を行っている。RCSのハーモニック数hは2で、通常は2つのバンチを加速している。MLFのいくつかの実験では1バンチでのビーム供給が好ましいが、この場合1つのRFバケツを空きバケツとして加速を行うため、ビーム強度は半分となってしまう。RCSのハーモニック数を1として加速できれば、1バンチあたりの強度は2倍となり、最大強度での1バンチビーム供が可能となる。一方MRは、バンチあたりの粒子数を設計より上げることができるならば、1バンチずつ8回の入射を行うことで現在の設計ビームパワー1.3MWを超える運転ができる可能性がある。本発表では、主にRCSでの縦方向シミュレーションによるh=1加速の検討について報告する。

The J-PARC 3GeV synchrotron (RCS) provides high intensity proton beams to the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) and the Main Ring (MR). The harmonic number (h) of the RCS is 2 and the RCS normally accelerates two bunches. For some experiments at the MLF, a single bunch is preferred. In this case, one of the rf bucket is filled with protons and the other is empty. Therefore the beam intensity is halved. If the RCS can accelerate with h=1, the intensity per bunch can be doubled, enabling to provide single bunch beams to the MLF with the maximum intensity. This possibly increases the MR beam power by injecting high intensity single bunches eight times. In this presentation, we report mainly on the consideration of h=1 acceleration in the RCS by longitudinal simulations.