3GeV陽子ビーム軌道の変化に基づくソレノイド漏れ磁場の調査と軌道補正

Investigation of solenoid fringe field based on change in 3-Gev proton beam orbit and the orbit correction

山口 雄司   ; 明午 伸一郎   ; 山崎 高幸*

Yamaguchi, Yuji; Meigo, Shinichiro; Yamazaki, Takayuki*

J-PARC 3GeV陽子ビーム輸送施設(3NBT)では、3GeVシンクロトロンから物質・生命科学実験施設の粒子生成標的へ陽子ビームを輸送している。ミュオン生成標的で生成する二次粒子は四極電磁石やソレノイドによって二次ビームラインへ取り出されるが、大強度ミュオンビームラインのソレノイドの漏れ磁場は、3GeV陽子の軌道に大きく影響し、ミュオン生成標的より下流の中性子生成標的上のビーム位置を変化させ、機器保護システムにより運転を停止させ得る。安定したビーム運転のためには正確な軌道補正が重要となるが、そのためにはソレノイドの励磁電流と漏れ磁場の関係を正確に理解する必要がある。本発表では、ソレノイドの励磁による陽子ビームの軌道の変化から励磁電流と漏れ磁場の関係を明らかにするとともに、軌道補正結果を報告する。

Fringe field of a secondary-particle capture solenoid magnet with three coils has been experimentally investigated placed at muon science facility in materials and life science experimental facility (MLF), J-PARC. To clarify relationship between the fringe field and excitation current of each coil and interference of fields by the coils, proton beam position changes in vertical direction were measured for 125(= 5) combinations of excitation currents using a multi-wire profile monitor located in front of the final target of MLF. The measured position changes show that the field by the most upstream coil is non-linear with its current while the fields by other coils are linear and that the field can be enhanced by excitation of multiple coils. The non-linearity of the filed by the most upstream coil has been introduced to the proton beam orbit correction, which has been demonstrated.