J-PARCリニアックの縦方向ビーム分布測定とその課題

守屋 克洋

no journal, , 

J-PARC加速器の安全運転を実現するためには、モニタでビームを計測し、そのデータを基にビーム調整を行う必要がある。測定すべきパラメータはビームを構成する粒子数、ビーム重心の位置、ビームの分布等と多岐にわたる。J-PARCリニアックでは、バンチシェイプモニタ(BSM)を用いてビーム進行方向(縦方向)のビーム分布を測定している。これまで中間エネルギービーム輸送ライン1と2の2箇所でビームを測定していたが、2021年度よりリニアック-3GeVシンクロトロンビーム輸送ラインでも縦方向測定が可能になった。これにより、複数種類の加速空洞で構成されたリニアックの各セクションでビームの状態を監視でき、ビーム異常に気付きやすい測定環境が構築できた。一方で、更なる安定運転を実現するためには、ビームをさらに精度よく監視する必要があることが分かってきた。現状の測定位相分解能は0.5度程度と言われているが、将来的には0.1度以下まで向上させる必要があることが数値計算で判明した。本発表では、J-PARCのBSMの現状と課題について報告する。加えて、米国の核破砕中性子源(SNS)を例に同様の問題を抱える他施設の取り組みも合わせて報告する。