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高エネルギー加速器セミナー OHO'10

プログラム



「大電流ビームを作る 〜J-PARCのビームコミッショニング〜」

 

8月31日(火)

9月1日(水)

9月2日(木)

9月3日(金)

09:00〜10:00

受付

2-5 
 田村(2)

4-1 
 原田

6-1 
 池上(1)

10:15〜11:15

1-1 
 小関忠

2-6 
 菖蒲田(1)

4-2 
 石井

6-2 
 池上 (2)

11:30〜12:30

2-1 
 發知(1)

2-7 
 菖蒲田(2)

4-3 
 武藤

6-3 
 大川

12:30〜14:00

 昼食休憩

 昼食休憩

 昼食休憩

 昼食休憩

14:00〜15:00

2-2 
 發知(2)

3-1 
 林

5-1 
 中村(1)

6-4 
 近藤

15:15〜16:15

2-3 
 發知(3)

3-2 
 佐藤

5-2
 中村(2)

6-5
 小林

16:30〜17:30

2-4 
 田村(1)

3-3 
 山本

5-3 
 魚田

 

 

講義内容紹介 8/23現在

  講師 タイトル アブストラクト

1

小関 忠

J-PARC加速器の概要:
 イントロダクション

 

J-PARC加速器は、リニアック、RCS (Rapid Cycling Synchtoroton)、MR (Slow-Cycling Main Ring Synchrotron)から構成されている。セミナーのイン トロダクションとして、J-PARC加速器の特徴や現在までに到達している性能などについて述べる。

發知 英明 大強度陽子リングのビーム力学 1:
 単粒子力学、空間電荷効果 ― 入門編 ―

本講義では、J-PARC RCSやMRで採用されている強集束型の陽子リングでのビーム運動に焦点を絞り、ビームの単粒子的振る舞いからビーム粒子間に作用する空間電荷力を取り入れた場合のビームの挙動などを広く議論する。又、講義の後半部で、今までにJ-PARC RCSで実際に行われてきたビームの大強度化への取り組みを概説し、その中で得られたビーム試験結果や対応するシミュレーション結果を、上で議論したビーム力学の基礎知識を使って解説する。

田村 文彦

大強度陽子リングのビーム力学 2:
 J-PARC シンクロトロンのRF調整

 

J-PARC RCS および MR のシンクロトロンの RF の調整について述べる。シンクロトロンの RF システムの概要、縦方向の運動方程式について述べる。RF の調整において、その中心を担うLLRF の概要と必要な信号処理について述べる。実際のビームコミッショニングのデータを示しながら、RF の調整の概要を紹介する。特に大強度ビーム加速で重要である、縦方向ペインティングとビームローディング補償については詳しく紹介する。

菖蒲田 義博 大強度陽子リングのビーム力学 3:
 ビームの受けるインピーダンスとビームの不安定性の理論
ビームが加速器から受けるインピーダンスの概念の定式化、それによるビームの加速器内部での不安定化の理論を述べた後、最近の理論的発展及び、J-PARCでの場合での応用例について紹介する。

林 直樹

ビームモニター 1 :
 ビーム位置モニター

ビーム位置モニタ(BPM)について、測定原理となるビームの周波数スペクトル、横方向電磁場について説明した後、J-PARCで用いられている検出器、信号処理回路、そしてそれらから得られたデータについて解説する。

佐藤 健一郎

ビームモニター 2 :
 ビームプロファイルモニタ

ビームエミッタンスの測定手法を解説した後、J-PARCにおけるビームプロファイルモニタを中心に解説する。

山本 風海

ビームモニター 3:
 ビームロスモニター

J-PARC加速器で使用されているビームロスモニタとそのシステム構成、またJ-PARCでの利用例に関して解説する。

原田 寛之

ビームの入射・取り出し 1:
 負水素イオンビーム入射

 

本講義では、大電流陽子ビームを生成するためになぜ負水素イオン入射が必要であるかを水素イオン入射と比較しながら述べた後、大電流ビーム時の空間電荷効果を緩和させるためのペインティング入射についても解説する。又、J-PARC RCSにおけるビーム入射システムを説明し、実際のビーム調整手法について紹介する。

石井 恒次

ビームの入射・取り出し 2:
 メインリングの入射と速い取り出し

ビームの入出射システムに必要なキッカー電磁石・セプタム電磁石について、J-PARCメインリングの入射・速い取り出しを例に解説する。
武藤 亮太郎 ビームの入射・取り出し 3:
 J-PARCメインリングにおける遅い取り出し

J-PARCメインリングからハドロン実験施設へのビームは、"遅い取り出し"と呼ばれる手法で約1秒間かけてゆっくりと取り出され、各種の素粒子・原子核実験に供給される。本講義では遅い取り出しの原理と実際の手法、特に大強度ビームの取り出しにおいて重要となるビームロスの低減のための工夫と、スピルフィードバックシステムについて解説する。

中村 衆

磁石と真空 1:
 電源と電磁石

 

加速器用の電磁石や電源については、過去のOHOにおいても数回の講義が行われている。そこで今回は、これまでの講義であまり触れられなかった、電磁石のパラメータや電力線の配線方法が電源性能に与える影響について、J-PARC MRの主電磁石電源を例に紹介する。

魚田 雅彦

磁石と真空 2:
 J-PARC主リングの真空系

 

真空であることは加速器の性能を支えるキホンである。本講では、J-PARCの50GeVシンクロトロンに特化し真空系の現状と大電流化に伴う現象について解説する。

池上 雅紀


ライナックとRFQの物理 1 :
 ライナックのビーム物理

J-PARCに代表される大強度陽子加速器では、ビームロスによる加速器本体の放射化を抑えることがビーム強度を増強させていく上で本質的に重要である。本講義では、リニアックにおけるビームロスの重要なメカニズムの1つであると考えられているビームハロー生成に的を絞り、その生成のメカニズム、計測、そして実際のビーム運転における低減策について紹介する。
大川 智宏 ライナックとRFQの物理 2:
 ビーム輸送系の役割とそのビーム力学
LINACとRCSの間のビーム輸送系は、ただビームを輸送するだけでなく、RCSへのペインティング入射を実現するために、分散マッチング、横方向スクレーパ、およびデバンチャーによる運動量のコントロールの機能が要求される。本講義では、その中でもデバンチャーとスクレーパの機能に的を絞り、ビーム力学を中心に説明する。また、ビームコミッショニングで行ったデバンチャー電圧をパラメータとしたビームサイズの測定結果とシミュレーション結果の比較についても紹介する。
近藤 恭弘 ライナックとRFQの物理 3:
 RFQのビーム力学の基礎

現代の大電流イオンリニアックは、RFQ(Radio Frequency Quadrupole)加速器なしでは実現不可能とである。本講義では、 大電流イオンリニアックを可能にするRFQのビーム力学の中でも、最も基礎的な事項について重点的に解説する。

小林 鉄也

ライナックとRFQの物理 4:
 RFの安定化制御とChoppedビームローディング補償

 

J-PARCリニアックにおける低電力高周波制御の実際について紹介する。またJ-PARCリニアックの特徴の1つであるChoppedビームローディングについて話をする。
Choppedビームとは、500us幅のビームパルスをRCS入射の周回周期(約1MHz)で予め蹴り落とし(チョップし)櫛状になったビームパルスである。その1MHz周期のビームパルス列が空洞電場にどう影響するか、またそれに対してどう対処するかを紹介する。

 

高エネルギー加速器セミナー OHO
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