TUOM03 　ビームダイナミクス・加速器理論　 8月9日 会議室201 9:40 - 10:00
レーザーイオン源からシンクロトロンにシングルターン入射を行ったときのビーム不安定性の検討
Research on instability of single-turn-injected beam 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，佐古 貴行（東芝）
○Etsuo Noda, Masao Nakao, Akira Noda, Koji Noda (NIRS), Akira Goto, Takeo Iwai (Yamagata Univ.), Akiko Yamaguchi, Takayuki Sako (Toshiba)
 
パルスレーザーをターゲットに集光照射して生成したイオンをシンクロトロンに入射したときのビーム不安定性の解析を、空間電荷を考慮した粒子軌道シミュレーションにより行った。レーザーイオン源はパルス動作をし、パルス幅は通常数百ns〜数μsであるため１パルスのシングルターン入射を行う。具体的には、シンクロトロンの水平方向の位相空間に対し、アクセプタンスの1/10程度のエミッタンスを持ち 4MeV/uまで加速した炭素ビーム（6価）を、シンクロトロンの中心を外して入射する。１パルスあたりのイオン数を5×10^9個、パルス幅を1μsecとするとビーム電流は約4.8mA、ビーム平均半径を12〜13[mm]、チューン（ν）を1.25〜2としたとき、空間電荷によるチューンシフト（��ν）は0.02〜0.05となる。今回、νが2〜2.05の範囲について、中心を外してビームを入射した時の整数・半整数共鳴によるビーム不安定性を電流を変化させて調べた。2極誤差磁場による整数共鳴については、νが2に近いところでビームの中心軌道が大きく変化するが半径は変わらないこと、電流依存性はないことが分かった。4極誤差磁場による半整数共鳴については、中心軌道は、νが2に近いところで大きく変化するが電流依存性はないこと、ビーム半径は、��ν=1.8(ν-2) を満たすような電流値で変化が最大になることが分かった。この結果は、Hillの方程式をビーム中心軌道とその周りの式の２つに分離することで説明できる。