大強度ビームの２次元プロファイルとビームハローの超高感度同時計測装置の開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24310079
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 橋本 義徳 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, 先任技師 (10391749)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 外山 毅 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, 教授 (30207641) ; 堀 洋一郎 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, 教授 (80183937)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 大強度ビーム / プロファイル / ビームモニター / 非破壊 / ビームハロー

Outline of Annual Research Achievements

J-PARC メインリング(MR)における本装置の測定試験の具体化を次のように進めた．
1.トンネル内外の実験環境の確認と整備：トンネル内の装置設置個所での近辺との取り合い部の調整と前置機器用シールドハッチへのケーブル敷設と，遠隔操作のためのノイズ対策などを講じた．また，装置設置個所では，放射線量の測定と光ファイバーを取り付けた光電子増倍管を用いてのMR運転時のビームロスを評価した．現時点で最大強度の400kW 程度のビームパワーにおいて，測定に深刻な影響を与えるバックグラウンドは無かった．
2.光学系の設計と製作：耐放射線性の観点から従来のガラスへのアルミ蒸着の方法ではなく，純アルミ製のオフナー光学系一式（直径350mmの凹面鏡２枚と直径200mm の凸面鏡）を製作した．波面精度は，λ/4 以下であった．また，測定する光を大気に取り出すための合成石英窓（直径193mm 厚み30mm ，研磨精度 λ/10以下）を製作した．
3.真空排気システムの構築：本装置でのジェットのガスの暴走は，主にターボ分子ポンプの緊急停止とガス導入バルブがクローズできない場合に発生する．これらのトラブルに対するシミュレーションを行い，真空悪化によりMRの真空回復が困難とならないような施策として，必要な瞬時遮断用ゲートバルブとL型バルブを用意し，対応するインターロックシステムを設計した．
4.真空容器のビームインピーダンスの計算：400MHz 程度以上の高い周波数において400Ω程度であった．これはビームに大きな影響を与える因子にはならないと予見された．
5.測定系の実試験：既に開発済みのイメージインテンシファイアをトンネル内の別の２次元プロファイルモニターに適用し，測定装置の試験とした．400m 遠隔で操作させるシステムを構築し，信号入力に絶縁アンプを用いることでノイズを低減して運用できた．

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。