Laser stripping experiment of 400 MeV H beam in J-PARC

J-PARCにおける400MeV負水素イオンビームのレーザー荷電変換実験

原田 寛之  ; Saha, P. K.   ; 米田 仁紀*; 道根 百合奈*; 小野田 元喜*; 山田 逸平 ; 柴田 崇統*; 佐藤 篤*; 金正 倫計  

Harada, Hiroyuki; Saha, P. K.; Yoneda, Hitoki*; Michine, Yurina*; Onoda, Genki*; Yamada, Ippei; Shibata, Takanori*; Sato, Atsushi*; Kinsho, Michikazu

大強度陽子加速器では、負水素イオンをリング加速器の入射点に設置された炭素膜で陽子に荷電変換しながら入射する。この入射法は、シンクロトロンや蓄積リングで大強度の陽子ビームを生成できる反面、炭素膜に多数のビームを通過させる破壊的な入射法であり、膜自体の短寿命化や装置の高放射化を招く。そこで、J-PARCではさらなる大強度化のために、膜に代わる非破壊のレーザー荷電変換入射を提案し、レーザー剥離実験の原理実証を進めている。この実験では、地下2階の加速器トンネル内の負水素とレーザーの相互作用位置から約70m離れた地上2階にレーザー光源を設置するため、長距離レーザー光路を新たに構築した。本発表では、レーザー荷電変換の概要を紹介するとともに、本実験の実施に重要なレーザー光路の構築などの準備状況について報告する。また、今後の実験計画と展望について述べる。

In high-intensity proton accelerators, negative hydrogen ions are charge-exchanged to protons by a carbon foil installed at the injection point of a ring accelerator. While this injection method can produce a high-intensity proton beam, it is a destructive method in which beams are passed through the foil, which leads to a short lifetime of the foil itself and to high radiation of the injection devices. Therefore, we proposed a non-destructive laser stripping injection scheme and develop for laser stripping experiment. In this study, a long-distance laser optical path of 70 m was newly constructed for the experiment. In this presentation, an overview of the laser stripping injection will be presented and the construction of the optical path, which is important for the execution of this experiment, will be reported. In addition, future experimental plans and prospects will be discussed.