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

2001 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 11440087
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 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)
• 研究分担者: 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 栄一 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) ; TAKASAKI Eiichi High Enagy Accelerator Research Organization, Accelerator Laboratory, Profesor (30044754) ; KATO Takao High Energy Acclelerator Research Organizaito, Accelerator Laboraory, Assistant Professor (20141971) ; ANAMI Shozo High Enagy Accelerator Research Organization, Accelerator Laboratory, Profesor (80044767) ; UENO Akira High Energy Acclelerator Research Organizaito, Accelerator Laboraory, Assistant (10203457) ; NAIT Fujio High Enagy Accelerator Research Organization, Accelerator Laboratory, Assistant (70207695)
• 研究期間 (年度): 1999 – 2001
• キーワード: 陽子 / リニアック / 大強度 / 負水素イオン / RFQ / DTL / エミッタンス / ビーム試験

研究概要

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は、最終的には、大強度パルス陽子リニアックを実現して、ビーム実験を行い、理論・実験両面からビーム力学の研究を深めていくべきものである。そのとき、理論の検証が可能な程、建設されたリニアックの電磁特性が優れていなければならない。本研究では、電磁特性の優れたリニアックを建設しつつ、その低エネルギー部である3 MeV RFQリニアックを使ってビーム実験を行った。現在可能な理論計算結果との比較においては理論・実験の合致が得られた。実験がより精密化された結果、理論とのより精密な比較のためには、以下のことが必要であることが分かった。すなわち、RFQリニアックの入射ビームの位相空間分布に関し、その実験値をより現実的に反映しうる現実的な3次元モデルを構築することである。
次に、3 MeV以降の加速構造について、大強度化が可能なリニアックを開発した。具体的には、3 MeVから加速でき、かつ永久磁石でなく四極磁石を使ったDTLとしては、加速周波数が世界で最も高いDTLが開発された。その結果、ビーム力学上、陽子リニアックにおいてどのようなスキームの収束系であるべきかを研究することが可能となった。
また、SDTLの考案など、大強度化に最適と考えられる高エネルギー加速構造が開発された。こうして、大強度化が可能なリニアックを使ってのビーム実験を行うベースが整った。

研究成果

• [文献書誌] Y.Yamazaki, M.Mizumoto: "Accelerator Complex for the Joint Project of JAERI/NSP and KEK/JHF"Proc. 12th Symp. Accel. Sci. Tech. 147-151 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Ohta, N.Kakutani, et al.: "Power Supply System for 324MHz Klystron of the JHF Proton Linear Accelerator"Proc. 12th Symp. Accel. Sci. Tech. 325-327 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Yamazaki, Y.Mori et al.: "HIGH-INTENSITY PROTON ACCELERATORS FOR THE JAERI/KEK JOINT PROJECT"Proceedings of the 7th European Particle Accelerator Conference. 286-288 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Yoshino, E.Takasaki, E.Naito et al.: "DEVELOPMENT OF A DTL QUADRUPOLE MAGNET WITH A NEW ELECTROFORMED HOLLOW COIL FOR THE JAERI/KEK JOINT PROJECT"Proceedings of the XX International LINAC Conference. TUD10 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 道園真一郎, 穴見昌三, 山口誠哉: "KEK/JAERI大強度陽子リニアック高周波源のデジタルフィードバックシステム"Proceedings of the 26th Linear accelerator meeting in Japan. 85-87 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 斎藤健治: "高電界超伝導加速空洞の横組立法の研究"Proceedings of the 26th Linear accelerator meeting in Japan. 125-128 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] S. Fu and T. Kato: "Design of JHF-MEBTwith RF-Chopper"Proc. 12th Symp. Accel. Sci. Tech. 465-467 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y. Yamazaki and M. Mizumoto: "Accelerator Complex for the Joint Project of JAERI/NSP and KEK/JHF(Invited paper)."Proc. 12th Symp. Accel. Sci. Tech. 147-151 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] E. Chishiro, N. Ouchi, K. Hasegawa, M. Mizurnoto, and S. Noguchi: "Study of RF control System for Superconducting Cavity"Proc. 12th Symp. Accel. Sci. Tech. 236-238 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T. Ohta, N.Kakutani, S. Sukenobu, Y. Tanabe, M. Takahashi, H. Hatakeyama, T. Kuriyama, Y. Onishi, E. 」ako, S. Noguchi, M. Ono, K. Saito. T. Shishido. and Y. Yamazaki: "RF Test Results of an L-band Single-cell Niobium Cavity Installed"Proc. 12th Symp. Accel. Sci. Tech. 325-327 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M. Ono, S. Anami, M. Kawamura, E. Kadokura, S. Koseki, H. Kubo, and Y. Ichikawa: "Power Supply System for 324MHz Klystron of the JHF Proton Linear Accelerator"Proc. 12th Symp. Accel. Sci. Tech. 275-277 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y. Yamazaki, Y. Mori, M. Mizumoto, and H. Yokomizo: "HIGH-INTENSITY PROTON ACCELERATORS FOR THE JAERI/KEK JOINT PROJECT"Proceedings of the 7th European Particle Accelerator Conference. 286-288 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] A. Ueno and Y. Kondo: "RF-TEST OF A 324-MHz, 3-MeV, H RFQ STABILIZED WITH PISL'S"Proceedings of the XX International LINAC Conference. (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] A. Ueno, Y. Kondo, K. Ikegami, N. Kamikubota, and C. Kubota: "FIRST BEAM TEST OF A VOLUME PRODUCTION H - ION SOURCE WITH A LEBT"Proceedings of the XX International LINAC Conference. (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] F. Naito, K. Yoshino, C. Kubota, T. Kato, Y. Saito, E. Takasaki, and Y. Yamazaki: "DEVELOPMENT OF THE 50-MEV DTL FOR THE JAERI/KEK JOINT PROJECT"Proceedings of the XX International LINAC Conference. (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K. Yoshino, E. Takasaki, F, Naito, T. Kato, Y. Yamazaki, K. Tajiri, T. Kawasumi, Y. Imoto, and Z. Kabeya: "DEVELOPMENT OF A DTL QUADRUPOLE MAGNET WITH A NEW ELECTROFORMED HOLLOW COIL FOR THE JAERI/KEK JOINT PROJECT"Proceedings of the XX International LINAC Conference. (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H. Ino, F. Naito: "ADVANCED COPPER LINING FOR ACCELERATOR COMPONENTS"Proceedings of the XX International LINAC Conference. (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y Yamazaki: "The Present Status of the JAERI/KEK Joint Project for High-Intensity Proton Accelerators"Proceedings of the 2001 Particle Accelerator Conference. 322-324 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S. Wang, S. Fu, and T. kato: "Design of a Medium-Energy Beam-Transport Line With an Anti-Chopper for the JAERI/KEK project"Proceedings of the 26th Linear accelerator meeting in Japan. 79 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より