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| WPBDA06 | Wire scanner モニターを用いたJ-PARC MEBTチョッパーの調整 | 298 |
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J-PARCでは、数百マイクロ秒の幅を持ったマクロパルスを、MEBTにおいて1MHz程度のRFチョッパーを用いることにより、中間バンチ構造を形成させて、下流のDTL加速空洞に入射する。ビームの蹴り残しは、チョッパーより下流に設置されたワイヤースキャナーからの信号を、直後におかれたプリアンプで増幅することにより、測定した。その結果を報告する。ビームの蹴り残しは、チョップされていないビームとの比を取る事によって測定され、測定器の検出限界である0.1%程度以下であった。 |
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| TPOPA03 | J-PARC－RFQの現状 | 693 |
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J-PARCリニアックのRFQは、イオン源からの50keV水素負イオンビームを3MeVまで加速しDTLへ入射する。リニアックは2006年11月にビーム試験を開始し、2007年9 月には後段の加速器である3GeVシンクロトロンにビーム供給を開始するなど、コミッショニングを予定通り進めてきたが、2008年秋の運転からRFQでのトリップ回数が増加し安定性が低下した。これを受けて、RFQ周辺のRF制御や真空系などの改善を図るとともに、コンディショニングによる状態の回復で、ビーム運転が可能なまでに回復した。本稿では、こうしたJ-PARC-RFQの状況と改善点について報告する。 |
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| FPACA38 | J-PARC RFQ用ＲＦカップラの設計 | 1038 |
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J-PARCでは、大強度での安定運転にむけて、現行ＲＦＱを置き換えるＲＦＱを製作中である。 このＲＦＱの諸元は、現在運転中のものと同様で、周波数324MHz、入射エネルギー50keV、出射エネルギー3MeV、ビーム電流30mA、高周波デューティー3%である。しかしながら、放電の原因となりうるπモード安定化ループに代わり、端版の４本のロッドで２重極モードの周波数を調整するダイポール安定化ロッドを採用し、また、接合方法にロー付けを採用するなど、信頼性向上のための改良が施される。 高周波電力を投入するための結合器（カップラ）についても、構造の単純化のために、従来の2本フィードから1本フィードに変更するべく検討中である。最大投入電力は、400kW強、デューティー3%である。 本稿では、J-PARCの新ＲＦＱ用のＲＦカップラに関して、その電磁気的、熱的設計に関して述べる。 |
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| FPACA39 | 直接給電型ACS線形加速器の検討 | 1041 |
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J-PARCリニアックに於いて190～400MeVのビーム加速には環状結合型空洞（ACS）が使用される。ACSは１７加速セルを一つの単位空洞とし、２つの空洞がブリッジ空洞で高周波的に連結され１モジュール（17x２＝34加速セル）となる。ブリッジによりRF的な取り扱いは非常に単純化される。一方、ブリッジ空洞を使わずにクライストロン出力を２分割し、２空洞にRFを直接供給する形式も考えられる。RF分割器と位相調整器等の製作と現場での調整が必要だが、ブリッジ空洞の製作費と比較すると安価にできる可能性がある。更に加速セルの中央セルからRFを供給できれば、給電ポイントから端部までのセル数が半減でき、加速電場はブリッジを使用する場合よりも摂動に強くなる。本稿では直接給電型ACSの実現可能性に関し、アルミ製モデルを使用した実験および数値計算を用いて検討した結果を報告する。 |
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| FPACA40 | 量産型ACS空洞試験機の製作 | 1044 |
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J-PARC LINACでは平成20年度から3カ年計画で現180MeVから400MeVへのアップグレードが始まった。ACS (Annular Coupled Structure)はこの200~400MeV区間に用いる結合形加速空洞である。これまでの開発段階で、我々はまずバンチャ用の短いモジュールを2台、続いて加速用のモジュールの製作と大電力試験を行ってきた。量産時、ACSを構成する中間セルは約1300枚必要であり、加工時間の短縮は非常に重要となる。昨年度から、特に加工時間を要していた結合スロット周囲の加工方法と形状の改良を進め、ローレベル測定での確認を経て、改良型スロットの形状を採用した大電力試験機の製作を進めてきた。改良点を中心に、これまでの結果について報告する。 |
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| FPACA41 | J-PARCリニアックにおけるRFQ工学設計 | 1047 |
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J-PARCリニアックでは、RFQ（全長3.1m、４vane型、運転周波数324MHｚ）を使用してイオン源からの負水素イオンビームを50keVから３MeVへ加速し、DTLへ入射している。リニアックでは2006年11月にビーム調整運転を開始し、2007年9 月には後段の加速器であるRCSにビーム供給を開始した。2008年秋の運転中、RFQでのトリップ回数が増加し、安定性が低下する事象が発生した。この事態を受けて、バックアップRFQの製作に着手している。バックアップ機の製作において、ユーザーへのビーム供用が開始されたJ-PARCでの運転を念頭に置き、空洞の安定性に主眼を置いた設計方針を基本としている。本発表では、安定性向上のための工学設計に関するR&D結果及び設計進捗状況について報告する。 |
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| FPACA42 | J-PARCリニアックにおけるRFQ高周波設計 | 1050 |
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J-PARCリニアックでは、RFQ（全長3.1m、４vane型、運転周波数324MHｚ）を使用してイオン源からの負水素イオンビームを50keVから３MeVへ加速し、DTLへ入射している。2008年秋の運転中、RFQでのトリップ回数が増加し、安定性が低下する事象が発生した。そこで、現在使用しているRFQのバックアップ機として、RFQを新規に製作することとした。本発表では、3次元電磁界シミュレーションを用いたRFQにおける高周波設計検討結果について報告する。 |
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| FPACA44 | 反射体を用いたACS空洞の結合度調整 | 1056 |
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J-PARCリニアックでは、190MeVから400MeVまでの高エネルギー加速部にACS (Annular Coupled Structure)を有する加速空洞を用い、ビームエネルギーを増強する準備を進めている。製作された第１番目のACSモジュールの結合係数は２であった。反射体を使用して、結合係数をOptimum Coupling（1.5）に調整することを検討している。また、このとき、高周波窓は定在波の影響を受け、その上昇温度が増加する場合があるため、高周波窓を無反射状態と同じパワロスになるように設置することも検討している。本稿では、高周波窓設置位置を考慮し、反射体を用いて結合係数を調整する計算結果について報告する。 |
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| FPACA43 | Recent Progresses in the LLRF FPGA Control System of the J-PARC Linac | 1053 |
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The recent progresses in the LLRF FPGA control system of the J-PARC LINAC will be presented in this paper, including 1) automatically switching the beam loading compensation in accordance with the different beam operation mode, 2) chopped beam compensation for the 972-MHz section, and 3) input rf-frequency tuning to match the rf cavities. All of those functions are realized by the FPGA. |
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| FPACA51 | Core buckling position measurement for J-PARC RCS cavity | 1077 |
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An impedance reduction had been detected in the J-PARC RCS cavity #7 in January 2009. After taking out and opening the cavity tanks, buckling at the inner radius was detected at some of the MA cores. Here we describe the development and application of a magnetic sensor, which can detect the buckling of the cores in the stainless steel water tanks without the need for taking out and opening them. |
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| WPBTA01 | J-PARC RCS縦方向シミュレーション | 247 |
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J-PARC RCSでは、ビーム供用のための運転を開始した。縦方向ビーム力学については、入射時の空間電荷効果の緩和や取り出し時の各種ユーザー向けのビーム操作などのビームスタディーを行っている。これまで、縦方向ビームの性質については、空間電荷効果やビーム負荷を取り入れたシミュレーションコードを使って計算をしてきており、計算による予測とビームを使った実測の比較を行う。 |
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| TOBDC01 | J-PARCリニアックACS加速空洞増強におけるモニターシステムの設計 | 733 |
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J-PARC線形加速器(リニアック)は、現在181MeVのビームエネルギーにて運転を行っているが、より高エネルギーの粒子を下流のシンクロトロンに入射するため、平成20年度末より、ACS加速空洞の増強を行う計画が開始した。これに伴い、ACS加速空洞におけるビームコミッショニングを行うためのモニター類の設計を開始し、製作を進めている。本稿では、ビームコミッショニングに用いられるモニター類について紹介するとともに、ACS加速区間におけるモニターシステムの設計について言及する。また、縦方向のミスマッチを診断するための縦方向プロファイルモニターの導入について検討した結果を紹介する。 |
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| FPACA52 | 高周波加速空胴用金属磁性体コアの熱変形の測定 | 1080 |
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J-PARC 3GeV シンクロトロン高周波加速空胴において、長時間の運転後、金属磁性体を使用したコアの一部が座屈する現象が発生した。その過程と原因を調査するために、大気中においてコアを高周波電流によって励磁し、変形の過程を測定した。その結果とコアの製造過程の関係及びコアの耐久性向上についての考察を報告する。 |
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| WOACA01 | J-PARC リング高周波の現状 | 362 |
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J-PARCは1MWの陽子ビーム実現を目的に斬新なアイデアと最先端技術を取り入れた特色ある加速器である。imaginary γtラティスは加速域から遷移エネルギーを無くすため50GeVシンクロトロンで初めて導入された。金属磁性体による空胴は従来の2倍以上の加速電場勾配を実現し、RCSでは広帯域化により加速とバンチ操作の2つの機能を1台でこなすなど、高精度デジタル高周波制御と共にシンクロトロンには不可欠な機器となった。平成19年開始したビームコミッショニングは10月にRCS3GeV加速、平成20年12月MR30GeV加速とハドロン施設へ遅い取り出し、平成21年6月ニュートリノへ速い取り出しと次々に成功した。リング高周波はキー・コンポーネントの一つであり、それぞれの節目で唯一無比の性能を示してきた。一方でハード面に耐久性に関わる課題が判明し、さらに性能向上に向けた取り組みが必要になってきた。 |
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| WOACA03 | J-PARC シンクロトロン高周波空胴のインピーダンス測定 | 369 |
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J-PARC RCSでは、通常の約２倍の加速電圧を達成する為に金属磁性体(MA)コアを装填した高周波空胴を用いている。2007年5月には、10台の高周波空胴をRCS主トンネルに設置し 、10月からビームコミッショニングを開始した。その後、2008年11月には11台目の高周波空胴を設置し、現在まで約2年間運転を行ってきた。この間、コアの状態を調べる為に、加速器のメンテナンス期間毎にインピーダンスの測定を行ってきた。 この2年間の運転期間中に、2008年12月に空胴７号機、2009年６月に４号機のインピーダンスの低下が観測された。７号機に関しては、インピーダンス低下後に空胴を取出し調査を行ったところ、コアに座屈が起こっていた。また、４号機に関しては、夏期のメンテナンス期間中に内部調査を行う予定である。 本発表では、これらのインピーダンス低下の詳細及びその原因等についての発表を行う。 |
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| WOACA04 | J-PARCリングRF空洞の更なる高勾配化とビーム増強 | 372 |
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J-PARCシンクロトロンでは金属磁性体空洞を世界で初めて本格的に導入し、従来のフェライト空洞に比べ2倍の加速勾配を実現することにより、加速器を小型化した。この金属磁性体の特製を向上させることにより、この加速勾配を更に倍加できる可能性について報告する。この新しい磁性体をμSR（ミュオンスピン共鳴法）を用いて高特製化の機構についての研究を行った。磁性体のナノメーターサイズの結晶の磁化容易軸の向きが特製向上のカギとなっている。この磁性体を用いた高勾配加速空洞の設計について報告する。また、これによるJ-PARC加速器のビーム品質の向上とビーム強度増強についても報告する。 |
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| WOACA02 | 大振幅の2倍高調波重畳による縦方向ペインティング | 366 |
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大強度の陽子ビーム加速においては、スペースチャージチューンシフトを軽減するために、縦方向ペインティングを行い、バンチングファクターを増大する必要がある。J-PARC RCS では、モーメンタムオフセット入射および2倍高調波の縦方向ペインティング手法を採用している。 特に、J-PARC RCS では広帯域MA空胴を採用したことにより、デュアルハーモニック運転を行い、大振幅の2倍高調波を追加空胴なしに発生することができる。縦方向ペインティング試験の結果について報告する。 |