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電荷密度分布の制御による大強度陽子ビームの高品質化

通过控制电荷密度分布提高高强度质子束的质量

基本信息

批准号：
13J02754
负责人：
加藤新一
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J02754/
关键词：
陽子加速器空間電荷力

项目摘要

J-PARC 3GeV シンクロトロン(RCS)をはじめ、大強度陽子シンクロトロンでは、多くの粒子を蓄積させるためにビーム入射を複数周回にわたって行い、入射ビームを周回ビームに繰り返し重ねる多重入射が行われる。またRCSは、多重入射中に横方向の位相空間上の任意の領域に入射ビームを塗り込める機構を有している(ペイント入射)。RCSでは、先に入射されている周回ビームの軌道を変化させ、入射ビームの軌道とずらしていくことで意図的にビームを太らせ電荷密度を緩和している。このペイント入射は、入射ビームとして周回ビームと反対の電荷をもつ負水素イオンを用いて、入射点に設置した荷電変換膜で陽子に変換して入射する荷電変換入射によって可能となっている。私は、ペイント入射手法を用いてビームの電荷密度分布をコントロールし密度を均一化することで、ビームロスの原因となる空間電荷力が緩和されたビームの形成を目指した研究を行った。1つ目に、RCSで用いられているシミュレーションコードについて、開発者の方と共同での継続的な開発を行った。2つ目に、シミュレーションによって計算された入射過程のビーム分布の妥当性を、実験を通して間接的に確認した。荷電変換多重入射の際、先に入射された周回ビームは繰り返し荷電変換膜に衝突することになる。衝突した粒子は散乱され、一部は入射点下流部の真空ダクト等で直接ロスする。ペイント入射中の膜への衝突数はペイント入射の軌道変動とビーム分布に応答して時間的に変化するため、散乱ロスの実測結果とシミュレーションで得られた膜への衝突数を比較した。その結果、シミュレーションは実験をよく再現しており、シミュレーションの妥当性が確認出来た。

J-PARC 3GeV system (RCS) is composed of high intensity positron, multiple particle accumulation, multiple cycle incident, multiple cycle incident. RCS is a multiple-incidence system with an arbitrary field of incidence in the transverse direction of phase space. RCS is the first incident light source to change its orbit, the first incident light source to change its orbit, the second incident light source to change its charge density. The incidence of the incident light is different from the incidence of the incident light. The incidence of the incident light is different from the incidence of the incident light. The incidence of the incident light is different from the incidence of the incident light. The study on the causes of space charge relaxation in the distribution of charge density in the system by means of the incidence method was carried out. 1. The development of the project and the RCS is jointly carried out by the developer and the developer. 2. The calculation of the appropriateness of the distribution of the incident process is carried out through indirect confirmation. Charge conversion multiple incidence, first incidence, cycle return, charge conversion, collision The collision particles are scattered, and one part is directly connected to the vacuum of the downstream part of the incident point. The number of collisions in the incident film is compared with the number of collisions in the incident film. The results of the survey were confirmed by the results of the survey.