2018 Fiscal Year Annual Research Report
Muon linac low beta section for precise measurement of muon g-2
| Project/Area Number |
18H03707
|
|---|
| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
|---|
Principal Investigator |
大谷 将士 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (90636416)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 恭弘 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 副主任研究員 (40354740)
森下 卓俊 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究副主幹 (30370480)
二ツ川 健太 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (50713153)
河村 成肇 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特別准教授 (60311338)
三部 勉 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (80536938)
飯沼 裕美 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (60446515)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | ミューオン / 線型加速器 / 縦方向測定 / MCP / CFD |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的はミューオン異常磁気能率(g-2)精密測定にむけた(1)ミューオン低速部加速空洞(IH-DTL)の開発、(2)ミューオンビームモニターの開発、(3)ミューオンスピン回転機器の開発、である。
このうち(1)に関して、IH-DTLのプロトタイプを製作し、共振周波数や電磁場分布などの低電力試験を行った。その結果、設計通りの性能を持っていることを実証し、測定結果にt基づいたシミュレーションによってミューオンを設計通りに加速できることを確認した。これらの成果は国際線型加速器会議などで報告している (Y. Nakazawa, M. Otani et al., Proceedings of LINAC2018, Beijing, China, MOPO085)。
(2)に関してはマイクロチャンネルプレートを用いたバンチ構造モニターを開発した。実際の加速ミューオンの観測を行い、世界初となるミューオンのマクロバンチ構造の測定に成功した。この成果は国際加速器学会2019(IPAC2019)における口頭発表で報告する(Y. Sue et al., A Bunch Structure Measurement of Muons Accelerated by RFQ Using a Longitudinal Beam-Profile Monitor With High Time-Resolution)。
(3)について静電磁場を用いたウィーンフィルター型のスピン回転機器を設計し、要求されるエミッタンス成長程度の機器設計に成功した。現在は機器の製作にむけた準備と性能評価にむけたビーム試験のデザインを行っている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究は以下の通り当初の想定を超えた。
(1)ミューオン低速部加速空洞IH-DTLに関しては、プロトタイプの低電力試験に必要な機器を設計・製作し、共振周波数や電磁場分布の測定などを予定通り完了した。
(2)縦方向のビーム診断モニターに関しては、マイクロチャンネルプレートMCPを用いたバンチ構造モニターを開発し、実際に加速ミューオン照射によって想定通りのビームバンチ構造を測定できた。
(3)スピン回転機器に関しては機器の設計を行い、想定されるビーム分布におけるエミッタンス成長をビームダイナミクスシミュレーションにより評価した。その結果、要求される性能を持っていることを実証した。
上記のように、すべての課題において想定通りの結果を得ることができた。これに加えて、(2)の縦方向モニターに関しては、J-PARC陽子加速器でMCPを用いない方法で縦方向の測定に成功し[M. Otani et al., Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. Sec. A, Volume 908, 11 November 2018, Pages 313-317.]、代替案となる手法を確立した。以上から、総合的に当初の計画以上に進展していると結論した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでに開発した加速器プロトタイプとビームモニターを駆使し、低速部加速空洞IH-DTLを用いたミューオン加速試験の準備を完了する。
IH-DTLに関しては低電力試験まで完了しているため、必要な加速電圧を励磁するための機器を設計・製作し、実際に電力を投入した大電力試験まで完了する。また、加速したミューオンを測定するために、ビームモニターと四極電磁石などの機器を組み合わせた診断ビームラインを設計して製作する。
スピン回転機器に関しては前年度の基本設計に基づき、真空系や電力ラインなど、製作に必要な詳細設計を行う。これに加えて、スピン回転角度を測定するシステムを設計・製作し、ミューオンビームラインにおいて試験を行う。
|
-
-
-
[Journal Article] First muon acceleration using a radio-frequency accelerator2018
Author(s)
Bae S.、Choi H.、Choi S.、Fukao Y.、Futatsukawa K.、Hasegawa K.、Iijima T.、Iinuma H.、Ishida K.、Kawamura N.、Kim B.、Kitamura R.、Ko H.?S.、Kondo Y.、Li S.、Mibe T.、Miyake Y.、Morishita T.、Nakazawa Y.、Otani M.、Razuvaev G.?P.、Saito N.、Shimomura K.、Sue Y.、Won E.、Yamazaki T.
-
Journal Title
Physical Review Accelerators and Beams
Volume: 21
Pages: 050101
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
-
-
[Journal Article] New concept for a large-acceptance general-purpose muon beamline2018
Author(s)
N. Kawamura, M. Aoki, J. Doornbos, T. Mibe, Y. Miyake, F. Morimoto, Y. Nakatsugawa, M. Otani, N. Saito, Y. Seiya, K. Shimomura, A. Toyoda, T. Yamazaki
-
Journal Title
Progress of Theoretical and Experimental Physics
Volume: 2018
Pages: 113G1
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
[Journal Article] Commissioning of the Diagnostic Beam Line for the Muon RF Acceleration with H－ Ion Beam Derived from the Ultraviolet Light2018
Author(s)
Y. Nakazawa, H. Iinuma, N. Kawamura, T. Mibe, M. Otani, T. Yamazaki, R. Kitamura, Y. Kondo, N. Saito, Y. Sue
-
Journal Title
Proceedings of IPAC2018, Vancouver, BC, Canada Japan, TUPAL076.
Volume: IPAC2018
Pages: 997-1000
DOI
-
[Journal Article] Re-Acceleration of Ultra Cold Muon in J-PARC Muon Facility2018
Author(s)
Y. Kondo, Y. Fukao, K. Futatsukawa, N. Kawamura, R. Kitamura, T. Mibe, Y. Miyake, M. Otani, K. Shimomura, Y. Sue, T. Yamazaki, T. Iijima, Bae, H. Choi, S. Choi, B Kim, H.S. Ko, K. Hasegawa, Y. Kondo, T. Morishita, H. Iinuma, Y. Nakazawa, K. Ishida, R. Kitamura, S. Li, G.P. Razuvaev, N. Saito and E. Won
-
Journal Title
Proceedings of IPAC2018, Vancouver, BC, Canada Japan, TUPAL076.
Volume: IPAC2018
Pages: 5041-5046
DOI
Int'l Joint Research
-
[Journal Article] Prototype of an Inter-digital H-mode Drift-tube Linac for Muon Linac2018
Author(s)
Y. Nakazawa, H. Iinuma, K. Hasegawa, Y. Kondo, T. Morishita, N. Hayashizaki, Y. Iwashita, Y. Iwata, N. Kawamura, T. Mibe, M. Otani, T. Yamazaki, M. Yoshida, R. Kitamura, H.Y. Yasuda, N. Saito, Y. Sue
-
Journal Title
Proceedings of LINAC2018, Beijing, China, MOPO085
Volume: LINAC2018
Pages: 180-183
DOI
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
