パルス陽子リニアック大強度化のためのビーム力学の実験的基礎研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11440087
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: The High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 山崎 良成 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (90011759)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 隆夫 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教授 (20141971) ; 穴見 昌三 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (80044767) ; 高崎 榮一 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (30044754) ; 上野 彰 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助手 (10203457) ; 内藤 富士雄 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助手 (70207695)
• Keywords: 陽子 / リニアック / 大強度 / 負水素イオン / RFQ / チョッパー / ビーム損失 / エミッタンス

Research Abstract

リニアックからリングへ大強度陽子を入射するためには、リニアックでは負水素イオンを加速しなければならない。陽子加速器の大強度化のためには、極力ビーム損失を低減しなければならないが、入射時のビーム損失を低減するためにリングの高周波加速システムがアクセプト可能な位相にのみ入射する必要がある。そのため、ビームパルス幅数百nsでオン・オフされたビームを数百μs必要とするが、そのオン・オフの立ち上がり立ち下がり時間内はビーム損失を引き起こしやすいので、その時間を極力短くする(数ns以下)ことが、今、陽子加速器の大強度化にとって世界的に解決が待たれている問題である。このチョッピングを、中間エネルギービーム輸送系(MEBT、3MeVのRFQリニアックからDTLへとビームをマッチングさせながら導く輸送系)で行う事ができるシステムを設計し、製作に入った。
一方、このMEBTに取り付け可能なエミッタンス測定システムを新たに提案した。それは、四極電磁石の磁場を変化させながらワイヤースキャナーでビームサイズを測定するというものであり、本補助金で、新たに開発したワイヤースキャナーを製作するとともに、四極電磁石の磁場測定用サーチコイルを製作した。
リニアックの高エネルギー部においては、超伝導空洞のパルス運転に関わる問題点、特にローレンツディチューニングを計算機シミュレーションで解析することに成功し、フィードフォワード法で補償するシステムを提案して、この問題の解決にめどを得た。

Research Products

• [Publications] 傳世年,加藤隆夫: "Design of JHF-MEBT with RF-Chopper"Proc. 12th Symp. Accel. Sci. Tech. 465-467 (1999)
• [Publications] 山崎良成,他: "Accelerator Complex for the Joint Project of JAERI/NSP and KEK/JHF"Proc. 12th Symp. Accel. Sci. Tech. 147-151 (1999)
• [Publications] 千代悦志,野口修一,他: "Study of RF Control System for Superconducting Cavity"Proc. 12th Symp. Accel. Sci. Tech. 236-238 (1999)
• [Publications] 太田智子,野口修一,山崎良成,他: "RF Test Results of an L-band Single-cell Niobium Cavity Installed"Proc. 12th Symp. Accel. Sci. Tech. 325-327 (1999)
• [Publications] 小野正明,穴見昌三,他: "Power Supply System for 324 MHz Klystron of the JHF Proton Linear Accelerator"Proc. 12th Symp. Accel. Sci. Tech. 275-277 (1999)