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beam halo scraper system in the J-PARC L3BT岡部 晃大; 山本 風海; 吉本 政弘; 金正 倫計
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.876 - 878, 2014/07
J-PARC RCSではビーム出力増大に伴う加速器機器の放射化を避けるため、入射ビーム用ビームハロースクレーパの開発が要求されている。ライナック-RCS間ビームトランスポートライン(L3BT)にはビームハロースクレーパが設置されているが、スクレーパ使用時における周辺機器の放射化が問題となったため、その使用が控えられてきた。2013年度夏期メンテナンス時に周辺機器の放射化を抑制する新スクレーパシステムをL3BTにインストールし、大強度ビームを使用した性能評価実験を行った。本発表では、新スクレーパシステムの特徴、及び、性能評価試験結果について報告する。
-ray sources羽島 良一; Ferdows, M.
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.1150 - 1152, 2014/07
Racetrack microtron (RTM) is a compact accelerator to obtain electron beams with an energy above 100 MeV. Conventional RTM's have been designed to accelerate a train of electron bunch from a thermionic electron gun, where the bunch charge is typically 10 pC. In the industrial application of laser Compton scattered -ray sources, RTM with 200-300 MeV electron energy will be a suitable device to produce 2-3 MeV -ray beams. Single electron bunch from a photocathode RF gun is accelerated and a high-charge small-emittance beam is preferable in such RTM. In this paper, we adopt a simulation code, GPT, for design and optimization of RTM in view of high-charge and small-emittance beam generation.
-ray source at JAEA 150-MeV microtron羽島 良一; Ferdows, M.; 早川 岳人; 静間 俊行; 神門 正城; 大東 出*; Negm, H.*; 大垣 英明*
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.1943 - 1945, 2014/07
We have developed a laser Compton scattered -ray source based on a 150-MeV racetrack microtron at Japan Atomic Energy Agency. The microtron equipped with a photocathode RF gun accelerates a single bunch of electrons to collide with a laser pulse from a Nd:YAG laser. Such -ray source realizes industrial application of nuclear material detection in a ship cargo, which is one of the urgent requests of international nuclear security. Recent status of -ray generation experiments and design study of a practical machine is presented.
林 直樹; 畠山 衆一郎; 山本 風海
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.3800 - 3802, 2014/07
J-PARCの速い繰返しのシンクロトロンRCSのデータアーカイブシステムは、25Hzの全てのパルスのビーム強度、ビームロスモニタを記録する。このシステムは、リフレクトメモリを使った共有メモリ空間を使い、さらにJ-PARC全体のタイミングシステムと密接に連携することで実現している。これは、高時間分解能の記録は難しいが、まれにしか起きない事象、高繰返しのみで発生する現象を捉えるのに有効である。これらのデータを使い、ビーム強度、特にイオン源の安定度、ビームロスの分布パターンと原因の関係を個々のパルス毎で調べることにより、将来の改善に役立てることができる。
田村 文彦; 大森 千広*; 吉井 正人*; 長谷川 豪志*; Paoluzzi, M.*
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.3385 - 3387, 2014/07
LHC入射器アップグレードプロジェクト(LIU)では、CERN PSBの既存の狭帯域RFシステムを金属磁性体を用いた広帯域のシステムへ置き換えることが検討されている。単ギャップ空胴およびビームローディング補償のためのrfフィードバックを備えたプロトタイプシステムをJ-PARC MRにインストールし、大強度ビームを用いたビーム試験が行われている。ウェーク電圧の測定結果およびフィードバックおよびフィードフォワードによるビームローディング補償のプレリミナリな試験結果について報告する。
野田 章*; 中尾 政夫*; 岡本 宏巳*; 大崎 一哉*; 百合 庸介; 想田 光*; 頓宮 拓*; 神保 光一*; Grieser, M.*; He, Z.*; et al.
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.28 - 33, 2014/07
Three-dimensional (3D) cooling of 40-keV 
Mg
ion beams with Doppler laser cooling and the coupling resonance has been demonstrated in the storage ring S-LSR of Kyoto University toward the production of ultralow-emittance beams, in other words, ultracold beams and so-called crystalline beams. So far, the transverse temperatures of 6 K and 2 K have been experimentally attained in the horizontal and vertical directions, respectively, at a low beam intensity of about 
ions in the ring. These temperatures are the lowest ever attained by laser cooling of ion beams. Systematic molecular dynamics simulations predict the realization of further lower temperatures, 
1 mK and 0.1 K in the longitudinal and transverse directions, respectively, if the laser spot size and detuning are properly adjusted even with such a low laser power ( 10 mW) as utilized in the experiments at S-LSR. A 3D ordered state of the beam with 3D laser cooling is also predicted. Recent experimental achievements and latest simulation results are presented.
永井 良治; 羽島 良一; 森 道昭; 静間 俊行; 赤木 智哉*; 本田 洋介*; 小菅 淳*; 浦川 順治*
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.1940 - 1942, 2014/07
レーザーコンプトン散乱(LCS)による高強度線源のために必要とされる加速器技術およびレーザー技術の実証のために、LCS光源とその周辺装置を高エネルギー加速器研究機構のコンパクトERL(cERL)に建設中である。エネルギー回収方リニアック(ERL)の電子ビームによるLCS光源は核種を同定するための非破壊検査システムのキーテクノロジーである。LCS光源とその周辺装置はモードロックファイバーレーザー、レーザー増倍共振器、ビームライン、実験室から成る。そのLCS光源の調整運転は2015年2月に開始される予定である。
沢村 勝; 羽島 良一; 永井 良治; 久保 毅幸*; 藤澤 博*; 岩下 芳久*; 頓宮 拓*
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.1946 - 1948, 2014/07
レーザーコンプトン散乱(LCS)光源のためにスポーク空洞を開発するプログラムが5か年の計画で立ち上がった。LCSからのX線・線を産業・学術分野で幅広く利用していくために、電子加速器として325MHzスポーク空洞を採用した。スポーク空洞は元々イオンや陽子の加速器として発明されたが、スポーク空洞の特徴であるコンパクト性やセル間の結合が強いことによる製作誤差に対する安定性、カップラーを円筒側面に取り付けることによるパッキングファクターの向上などを最大に活かすことができる。現在の研究計画と空洞形状の最適化の結果を述べる。
山本 風海; 金正 倫計; 林 直樹
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.3379 - 3381, 2014/07
2013年夏の保守作業期間に、入射時及び加速時における空間電荷効果の抑制を目的としてJ-PARC 3GeVシンクロトロンの入射エネルギーが181MeVから400MeVまで増強された。保守作業期間終了後のビーム調整の結果、300kWの出力運転条件を確立した。この状態で、加速器内のほとんどの箇所で残留線量率は入射エネルギー181MeVでの運転時と変わらないかもしくは減少した。ただし、入射用荷電変換フォイル真空容器、100度およびH
ダンプは線量率が増加した。
發知 英明; J-PARC Beam Commissioning Team
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.899 - 903, 2014/07
2013年の夏のビーム停止期間中にJ-PARC Linacの出力エネルギーが181MeVから設計値である400MeVへ増強された。RCSは、このエネルギー増強された入射ビームを用いて550kW相当の大強度ビーム加速を0.5%以下という低いビーム損失で達成した。本論文では、400-MeV linacの現状を紹介するとともに、RCSで最近実施した大強度加速試験に関する実験結果を報告する。
金正 倫計
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.3382 - 3384, 2014/07
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は、先の東日本大震災の際機器が大きく移動した。これが原因で400kW以上のビームパワーでは、ビームロスが大きくなることが分かったため、機器の再アライメントを実施した。また、J-PARCでは1MW達成に向けて、リニアックのエネルギーを181MeVから400MeVに増強した。これに伴い、RCSでも400MeVのビームを受け入れ、3GeVまでの加速、取り出しに成功した。本条件で300kWのユーザー運転を実施している。大強度試験も併せて実施し、短時間ではあるが、560kW相当のビームを0.3%以下のロスでの運転に成功した。
阪井 寛志*; 江並 和宏*; 古屋 貴章*; 佐藤 昌人*; 篠江 憲治*; 梅森 健成*; 沢村 勝; Cenni, E.*; 青戸 智浩*; 林 恭平*; et al.
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.1787 - 1789, 2014/07
リニアコラーダーやERL、X-FELのような将来光源において超伝導空洞のアライメントは重要な項目の一つである。液体ヘリウム温度まで冷却するとき空洞の変位をより正確に測定するため、測定ターゲットと参照点との間の光の干渉を用いる位置モニターを新たに開発した。このモニターをコンパクトERLの主空洞に適用し、2K冷却における変位を10
mの分解能で測定することに成功した。
Saha, P. K.; 菖蒲田 義博; 發知 英明; 原田 寛之; 林 直樹; 田村 文彦; 山本 昌亘
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.1683 - 1685, 2014/07
Transverse impedance of the extraction kicker magnets is the most dominant beam instability source in the 3-GeV RCS of J-PARC. We made a significant upgrade of the ORBIT code for beam simulations in synchrotrons like J-PARC RCS including a successful implementation of the time dependent impedance in the code. Simulation results are found to quite good in agreement with measurements done for a beam power up to 500 KW. Beam instability occurs when AC chromatic correction is done but no beam instability occurs for a DC chromatic correction. Simulation results for the designed 1 MW shows that instability occurs even for a DC chromatic correction when betatron tunes are kept fixed throughout the acceleration process. It is thus a big concern towards 1 MW goal but simulation also shows that a proper tune manipulation can stabilize the beam. The simulation thus suggests that necessary steps should be taken in order reduce kicker impedance although a proper beam tuning remains as an alternate option.
佐藤 昌人*; 江並 和宏*; 古屋 貴章*; 道園 真一郎*; 三浦 孝子*; Qiu, F.*; 阪井 寛志*; 篠江 憲治*; 梅森 健成*; 沢村 勝; et al.
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.2531 - 2533, 2014/07
ERLの主空洞においては、入力電力が減らせるため高いQ値での運転が望ましい。このような運転においては高周波の振幅、位相を安定させるためにマイクロフォニックスを抑えることが重要である。マイクロフォニックスの原因の1つが機械振動であり、これにより共振周波数が変化する。空洞、モジュールや床などの振動を調べ、コンパクトERLの運転データと比較を行った。
神谷 潤一郎; 金正 倫計; 能代谷 彰二; 山本 風海
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.2338 - 2340, 2014/07
大強度ビーム加速器においては、ビームラインの圧力はビームロスに直接影響を及ぼす重大な要素である。J-PARC RCSは1MWビーム出力を目標とした、世界おいて最も大強度のビーム加速器である。現状RCSにおいて、ビーム入射ラインにおける圧力がビームロスの原因のひとつとなっている。この入射ラインではリニアックからのHビームがビームラインの残留ガスとの相互作用によって電子を剥離され、Hへと変換されている。Hは荷電を持たないため入射セプタム電磁石で曲げられずに真空壁へ衝突する。そのような状況を改善するために、入射ラインに真空ポンプを導入し、ビームラインの残留ガスを低減することを行った。結果、圧力を10
Pa台から10
Pa台へと低減することができ、ビームロスを5分の1にまで低減することに成功した。本論文では、真空ポンプの選定、圧力分布予想及び実測に基づいた前述の成果を報告する。
江並 和宏*; 古屋 貴章*; 阪井 寛志*; 佐藤 昌人*; 篠江 憲治*; 梅森 健成*; 道園 真一郎*; 三浦 孝子*; Qiu, F.*; 荒川 大*; et al.
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.2534 - 2536, 2014/07
コンパクトERLの主加速器で採用したスライドジャックチューナの性能評価を行った。チューナーは空洞を引っ張ることで周波数を調整している。チューナとしてピエゾとスライドジャックの2つのチューナを用いた。スライドジャックチューナは大きな可変範囲を粗く動かし、ピエゾチューナは速く、細かく動かすことができる。これらのチューナの運転性能を試験した。
岩下 芳久*; 藤澤 博*; 頓宮 拓*; 羽島 良一; 永井 良治; 沢村 勝; 久保 毅幸*
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.2543 - 2545, 2014/07
レーザーコンプトン散乱のための超伝導スポーク空洞の開発を行っている。電子加速のための空洞周波数は325MHzであり、同じ周波数の楕円空洞より小さくなる。空洞は複雑な構造のためマルチパクターの影響を受けることになる。現在行っているマルチパクターの解析について発表する。
梅森 健成*; 江並 和宏*; 古屋 貴章*; 道園 真一郎*; 三浦 孝子*; Qiu, F.*; 阪井 寛志*; 佐藤 昌人*; 篠江 憲治*; 沢村 勝; et al.
Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.2537 - 2539, 2014/07
コンパクトERLのための主加速器モジュールの開発を行っている。このモジュールには9セルLバンド超伝導加速器が2台納められている。ERL周回軌道の建設後、ビーム運転を始めた。電子ビームを主空洞通過後、ビーム調整によりエネルギー回収に成功した。主加速器空洞はERL運転中十分安定であるが、長時間運転ではフィールドエミッションが問題となっている。
