THP030 　ビームダイナミクス、加速器理論　 8月6日 小ホール 13:00 - 15:00

レーザーイオン源を用いたシンクロトロンへのシングルターン入射の検討

Research on single turn injection into synchrotron by laser ion source

○野田 悦夫，中尾 政夫，野田 章，野田 耕司（放医研），後藤 彰，岩井 岳夫（山形大），山口 晶子（東芝）

○Etsuo Noda, Masao Nakao, Akira Noda, Koji Noda (NIRS), Akira Goto, Takeo Iwai (Yamagata Univ.), Akiko Yamaguchi (Toshiba)

パルスレーザーをターゲットに集光照射して多価イオンを生成するレーザーイオン源の開発を行っている。レーザーイオン源から引き出し加速したイオンをシンクロトロンに入射したときの空間電荷を考慮したビーム軌道解析を行った。レーザーイオン源はパルス動作をし、ビームの引き出しパルス幅は通常数百ns〜数μsであるためシングルターン入射を行う。シンクロトロンの水平方向の位相空間に、アクセプタンスの1/10程度のエミッタンスを持つ炭素ビーム（6価）を中心からずらしてシングルターン入射したときの挙動を粒子軌道シミュレーションにより調べた。その結果、ビームの中心軌道は単一粒子のビーム軌道に、また、ビーム中心のまわりの粒子の運動はシンクロトロンの中心にビームを入射したときの振舞いと一致した。この結果は、Hillの方程式が、ビーム中心軌道に対する空間電荷効果を含まない方程式と、シンクロトロンの中心にビーム中心があるときの空間電荷効果を含む方程式の２つに分離できることを示している。また、空間電荷によるチューンシフトについて調べた結果、今回のようにビームを中心から外して入射した場合は、粒子ごとあるいは時間ごとにチューンシフトの大きさや符号が異なることが分かった。全粒子の平均あるいは１つの粒子の時間平均をとるとほぼ０になった。入射はバンプマグネットの使用を考えており、入射可能なバンプ軌道の振幅・時間変化についても検討を行った。