STATUS OF THE J-PARC 3GeV RCS

The J-PARC 3GeV RCS (Rapid Cycling Synchrotron) has been commissioned since September 2007. The initial tuning of the basic parameter has been completed in February 2008, and then since May 2008 the RCS beam has been supplied to the succeeding MR (50GeV Main Ring) and MLF (Material and Life Science Facility) for their commissioning. Now the RCS is in transition to the challenging phase for aiming at the higher current operation. In this paper, we present the beam commissioning results obtained so far and also the prospect of the RCS. J-PARC 3GeVシンクロトロンの現状 1 E-mail: hotchi.hideaki@jaea.go.jp 1.概要 図1のJ-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS; Rapid Cycling Synchrotron)のビーム試験は、2007年9月 より開始された。基本的には、2週間のビーム試験 期間と2週間のビーム停止期間からなる4週間を1サ イクルとし、2008年2月末迄の計6サイクルでRCS主 体のビーム調整試験を実施した。初期のビーム調整 では、不要なビーム損失を避ける為に、バンチあた りの粒子数4.2×10という設計値の1%程度の低電流 ビームを使用した。又、RCSは、h=2の2バンチ、繰 り返し25Hzが設計運転となるが、同様の理由により、 この期間の殆どは、h=2の1バンチ、シングルショッ トで初期調整にあたった。一発のビームを入射し、 そのデータ解析を行う。速い時で数分、遅い時は1 時間以上も次の一発を入射するのに時間をかけるこ ともあったが、リニアックからの入射ビームの軌 道・エネルギーが共に十分安定していたので、こう した効率の良いビーム調整が実現した。初期調整終 了後は、ビーム強度及び繰返しを順次上げていった。 2007年9月の最初のランで、入射軌道及び入射ダ ンプラインの調整を行い、次の10月のランで、入射 エネルギー181MeVでの周回と3GeV加速試験を実施 した。先ず、10月26日に181MeVでの周回調整を開 始した。1台の四極電磁石が逆極性であったという 不測の事象が発生したが、シミュレーション等によ り直ぐに原因を突き止め、その日の内に周回達成と なった。続いて、翌週の10月31日に所期エネルギー 3GeVへの加速及び取り出しに成功した。3GeV加速 達成後は、先ず、11月のランで3GeV加速時の施設 検査、次の12月のランで入射ダンプの施設検査を、 それぞれ受検し、12月25日にめでたく合格通知を受 領することが出来た。施設検査を2007年度内に通過 するという目標を掲げてビーム試験に臨んでいた わけであるが、当初の予定よりも3カ月前倒しで、 その目標を達成することが出来た。2007年中の4ラ ンは、施設検査という予定に追われ、殆ど十分な試 験調整が出来ずにいたが、2008年1月より、本格的 なRCSの調整試験を開始した。2008年2月末迄の期 間に、加速器としての基本的なチューニングや基礎 データの収集等を一通り行い、2008年5月より、MR 及びMLFへのビーム供給を開始したところである。 5月以降は、3週間のビーム試験期間と1週間のビー ム停止期間からなるサイクルへ移行し、MRとMLF 主体のビーム試験を実施しているが、RCSも、必要 な試験時間を確保し、大強度ビームの加速に向けた 試験調整を継続している。 2.ビーム試験結果 RCSのビーム試験は、以下の4つの運転モードか ら構成される。 (1)入射ダンプモードでは、リニ アックで181MeVに加速されたビームを直接入射ダ ンプへ導き、入射軌道及び入射ダンプ軌道の調整を 行った。(2)1/3周モードでは、ビーム入射後、RCS の1/3周を回ったところで直ちにビームを取り出し、 出射ダンプへビームを導いた。このモードでは、大 図1:J-PARC 3GeV RCSの機器配置。 -4Proceedings of the 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and the 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (August 6-8, 2008, Higashihiroshima, Japan)