マイクロビーム構造に適した高性能な加速器制御システムの開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14340082
• Research Institution: The High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 千葉 順成 高エネルギー加速器研究機構, 大強度陽子加速器計画推進部, 教授 (50126124)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上窪田 紀彦 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教授 (10183782) ; 古川 和朗 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教授 (00190132) ; 中川 秀利 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助手 (80164143)
• Keywords: 加速器制御 / ビーム構造 / タイミングシステム / EPICS / 波形データ / フィードバック / VME / 計算機制御

Research Abstract

現在建設が進められている大強度陽子加速器の線型加速器は、約500マイクロ秒のビームバンチの中に数100ナノ秒巾のマイクロビーム構造がある。効率的な加速を実行するためには、これまでのように時間的に平均されたビーム情報を用いて調整するのではなく、このマイクロビームのひとつひとつについて、線型加速器の上流から下流までの履歴を正確にトレースすることが肝要である。全てのマイクロビームについての情報を処理することが望ましいことは確かではあるが、それ以上に重要なことは、400メートルにも及ぶ線型加速器の各所で個々のマイクロビームを正確に同定することである。具体的には次のようなシステムを構築することになる。(1)タイミング分配システムで個々のマイクロビームを同定できるようにする、(2)高周波源のパワーと位相、加速管の電磁レベル、ビームモニタの波形情報などのデータを加速器の数10個所で収集する、(3)そのデータにタイミング情報を付け加えてローカルメモリに格納する、(4)ホスト計算機が同一のマイクロビームについてのデータをローカルメモリから収集し、マイクロビームの履歴を精査して最適の運転パラメタを求める。
今年度は、昨年度実施した検討結果やタイミング分配システム試作機の試験結果をもとに、システム全体の詳細設計を行った。昨年10月には隔年開催される加速器制御の分野では最大の国際会議が韓国・慶州で開催されたが、その国際会議に5人の関係者を派遣した。その会議を機会に同様のシステムを構築あるいは検討している諸外国の研究者と意見交換をおこない、我々のシステムの妥当性を再認識するとともに、より一層の改良のための手掛かりを得ることができた。