Beam tuning for longitudinal profile at J-PARC linac

三浦 昭彦; Liu, Y.*; 丸田 朋史*; 宮尾 智章*

Proceedings of 5th International Beam Instrumentation Conference (IBIC 2016) (Internet), p.150 - 153, 2017/03

https://doi.org/10.18429/JACoW-IBIC2016-MOPG43

J-PARCリニアックでは、バンチシェイプモニタ(BSM)をSDTL加速空洞とACS加速空洞の加速周波数が324MHzから972MHzへ変わるビームラインに設置し、ACS加速空洞へ入射するビームの位相幅を測定し、ACS加速空洞の直前に設置したバンチャー空洞の振幅の調整を行ってきた。リニアックのビーム輸送については、位相方向(縦)のエミッタンス、ビーム進行方向に鉛直な方向(横)のエミッタンスに基づく運動量の大きさを等しくするような、Equi-partitioningという概念に基づいた設計を行っている。ビームの縦、横方向の運動量のバランスを崩した場合、ビームの空間電荷効果による縦・横方向のエミッタンス交換が発生する共鳴領域に入り、ビーム不安定性の要因になる場合がある。また、負水素イオンビームのビームロスの要因となるイントラビームストリッピングは、単位体積当たりの粒子数密度に比例するため、これを低減するためには、横方向のビームサイズを大きくするのが良いと考えられる。このため、Equi-partitioningの横方向の拡がりをパラメータとした縦・横方向のエミッタンス測定を行ったところ、横方向の拡がりを1.1倍にした場合に、エミッタンス交換が行われるような共鳴領域に入ったことを見つけることができた。本発表では、この共鳴領域を探すエミッタンス測定について説明し、今後の大強度ビームの輸送設計にこの手法が有益であるという議論を行った。