501
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kota.nakanishi@kek.jp, hitoshi.hayano@kek.jp, masafumi.fukuda@kek.jp, toshihiro.matsumoto@kek.jp, yu.morikawa@kek.jp,
yasuchika.yamamoto@kek.jp
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Item

Specification⏬䛾ᇶᖿᢏ⾡䛷䛒䜛㉸ఏᑟ✵Ὕ䛚䜘䜃䜽䝷䜲䜸䝰䝆䝳䞊䝹䛾ᢏAccelerating gradient31.5 MV/m⾡㛤Ⓨ䛚䜘䜃ᛶ⬟ヨ㦂䛜⾜䛺䜟䜜䛶䛝䛯䚹䛣䜜䜎䛷䛻ᐇ᪋䛥䜜Q0

1.0 x 1010

Drive Frequency, Mode

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Pulse repetition rate

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Operational temperature

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Project

Experimental period

STF Phase-1 (STF-1) [4, 5]

F.Y. 2008~2009

S1-Global [6, 7]

F.Y. 2010~2011

Quantum Beam [8-10]

F.Y. 2012~2013

STF Phase-2 (STF-2)[11, 12]

F.Y. 2014~䝡䞊䝮䜽䝷䜲䝇䝖䝻䞁1ྎ䛸3ྎ䛾䜽䝷䜲䜸䝰䝆䝳䞊䝹䛛䜙ᵓᡂ䛥䜜䜛䚹㟁☢▼䛾㓄⨨䛿䠈STF-2䛾䝴䞊䝄䞊฼⏝䜢⪃䛘䛯ᑗ᮶ィ⏬
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48

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507
53

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509
55
現時点ではエミッタンス増加の原因は特定できていない。超4.5 ビームダンプ

伝導空洞には水平方向にカップラーが付いているので，この影ビームダンプ2は2018年12月に完成/納品された。2019年1月

響（カップラーキックという）がないか調べるために，CM1/2aにおには真空系と冷却水系の繋ぎ込み，遮蔽体の設置が完了し，いて，その方向に軌道オフセットをつけてビームを通しエミッタ

ビーム受け入れ準備が完了した。この間，ビームダンプ2は2週ンスを測定したが，大きな変化は見られなかった。また，今回は間の1 MPa耐水圧試験を行ったが漏水なくクリアした。2019年3

RF電子銃の入力RFパワーが2.5 MWと以前より低く加速電界

月には遂に初照射がなされた。この間の最大ビーム強度はおよが低いため，空間電荷効果の影響で悪くなっている可能性もあそ280 MeV×280 nAの78 W程度であった。ビームダンプ2にはるが，バンチ電荷を半分の20 pC/bunchにしてもエミッタンスは

熱電対が多数取り付けられているが，運転期間中には最大10%程度しか下がらず，ビームカレント依存性は小さかった。

0.4 ℃程の温度上昇が確認された。今回のビーム運転は問題無く運転完了した。

4.4 高周波制御
今回のCM1/2aの運転では，最初に各空洞へのRF入力が等

5 まとめと次回のビーム運転に向けて分配になるようにパワー分配器の分割比を設定した。次に各空

今回のビーム運転では，最終的に280 MeV，56 nC/pulse，

洞のクエンチリミットを調査しつつ，パワー分配器の分割比の調1000 bunches (6 s)/pulse，5 Hzで，ビームパワーにすると78 W整を実施した。図16は，調整後の各空洞の離調（上段）と空洞で最大定格の58%の電子ビームを生成することができた（表4）。

波形（下段）である。下段の空洞波形は，入力RF（青），反射RF

また，CM1/2aの平均加速電界はILCの要求する加速電界を超（緑），空洞RF（赤）であり，縦軸は空洞RFの加速電場である。

える33.1±0.7 MV/mを出すことに成功した。これはILCの運転条

ビーム加速を行う空洞RFのフラットトップで離調が0 Hzになるよ
うにチューナーを設定している。この時の各空洞のベクトル和での平均加速電場は，34 MV/mであった。

件を実証したということになり，非常に意義深いことである。一方
で，ビームエミッタンスは10-20 mm mradと悪く，また，加速RFと電子生成用のレーザーとの位相同期のドリフトやジャンプに起

次に，対応しているパワー分配器間の導波管に導波管ス

因するカレントの不安定性が見られた。これらの原因はまだ特ペーサーを挿入して位相長を変更，各空洞のRF入力位相を同定できておらす，今後の調査で原因を特定し，来年度予定され期してビーム加速できるように調整した。その後，ビームプロファているビーム運転までに改善する必要がある。

イルモニターを用いて，空洞毎の加速位相を導波管移相器で設定した[19, 20]。

表4 今回の運転でのビームパラメータ(LINACモード)

エネルギー

280 MeV

ビーム電流280 nA

ビームパルス電荷

56 nC/pulse
1000 bunches(6 s)/pulse

パルス繰り返し5 Hz

ビームパワー78 W

CM1/2aでの平均加速電界33.1 MV/m

超伝導空洞については，現在のところその性能に特に問題は見られないものの，今後継続していくビーム運転で性能劣化が起こらないかどうか注意して見守る必要がある。ILCは10年以上に亘り運転していく加速器であるため，長期間の性能の推移もまた重要な調査項目である。今年度はCM2aに入っている性
能の悪い空洞(CAV#9)の交換作業を予定している。新たに入れる空洞には，最近，米国・フェルミ国立加速器研究所にて発見された新方式の熱処理[21]を行なった空洞を入れる予定である。
高周波制御については，今回の運転ではビームパルス幅が
図16 平均加速電場33.8 MV/mでの各空洞の離調，入力RF，反射
RF，空洞RF波形。CAV#4は不使用。

最大で6 μs程度であったため，加速電場のベクトル和に対する
PIDフィードバック制御による運転であった。今後のRF電子銃のレーザー系増強によるビームトレイン長を延長した場合，安定な510
56
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FLUKA: A multi-particle transport code, Version 2011-2x,ཎ⏣೺ኴ㑻Ặ䠈ከ࿴⏣ṇᩥẶ䠈ቑ⃝⨾ెẶ䠈㛗ᶫ㐍ஓẶ䠄௨

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