Proceedings of the 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japanand the 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (August 6-8, 2008, Higashihiroshima, Japan)

STATUS REPORT OF THE ACCELERATOR TEST FACILITYA)

Nobuhiro Terunuma and ATF International CollaborationA)
KEK, High Energy Accelerator Research Organization
1-1 Oho, Tsukuba, Ibaraki, 305-0801 JapanB)
http://atf.kek.jp

B)

Abstract
Test beam-line of the final focus system for the International Linear Collider (ILC) is under construction atAccelerator Test Facility (ATF). Challenging R&Ds, to achieve the 34nm vertical beam size, to stabilize this beam, andto develop the technology controlling the beam under nano-mater level accuracy, will be started in coming autumn.
Advanced beam monitor systems, 38 cavity BPMs and a laser interferometer are installed to support this program.

先 端加速 器試験 装置 (ATF)の現 状
１．はじめにを再開する予定である。このビームラインには今まで開発してきた高分解能空洞型ビーム一モニターが実戦配備され、またレーザーによるビームサイズモニターなどが導入される。これらの状況を報告する。

先端加速器試験装置ATFでは、国際リニアコライ[1]ダー計画(ILC, International Linear Collider)など将来の加速器で必要とされるビーム計測技術およびビーム制御技術の開発を行っており、特にILCレベルの超低エミッタンスビーム用いた開発研究を行う世界的に特色のある加速器である。この低エミ ッ タ ン ス ビ ー ム を 利 用 し 、 ILC Beam Delivery[2]
systemの開発研究を行うATF2計画 （図1）を進めている。
昨年度は拡張部分の床工事とシールド作業、電磁石の設置を行った。現在は６月からの夏期停止期間を利用して、既存ビームラインを解体し新規ビームラインへの組み替えを行っている最中である。10月
末には全長約100mの新たなビームラインとして運転

２．最終収束ビームライン新設しているビームライン（通称ATF2）はILCの最終収束系をビームエネルギーで250GeVから1.3GeVにスケールダウンしたものであり、その構成は同じになっている（図2）。このラインのOpticsは90年代にFFTBで試験されたOpticsの問題点を改善し、local な chromaticity correction を 行 う こ と で[3]compactなシステムを構成できるようになっている 。
このシステムにより、ATF2での仮想衝突点では垂直方向ビームサイズが34nmになる。これはダンピング

図１：ATF概要(2008~)-19-Proceedings of the 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japanand the 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (August 6-8, 2008, Higashihiroshima, Japan)

リングにより垂直エミッタンス10pmの電子ビームを用いることで実現できる。この極小電子ビームの安定な実現と維持およびナノメートルレベルでのビーム制御技術の確立がATF2の主目的である。

置が完了した。最終収束エリアの建設は2008年1月から開始された。
[4]
全ての四極電磁石（写真２）には空洞型BPM が設置され、さらに電磁石と架台の間には、SLACで90年代に行われたFFTB実験で使用されたムーバーが設置
さ れ て い る 。 こ の ム ー バ ー を 用 い て Beam basedalignment(BBA)を行う。電磁石架台は防振性能を上げるためコンクリートブロックとし、床とはケミカ
ルコンクリートでしっかりと接合されている。

図２：ILCとATF2の最終収束システム
Optics。ILCが250GeV, ATFが1.3GeV.

３．建設状況
3.1 最終収束ラインの建設
最終収束ビームラインを建設する場所は、ATFコンクリートシールド部の外側であり床補強工事が必要であった。昨年夏に既存の床を解体し、ビームラインに沿う形で長さ13mの鉄筋コンクリートパイル38本を設置し、その上に1.2mの鉄筋ブロックを格子状に設置した（写真1）。10月から放射線防御シー
ルドの設置を始め、2008年4月に全てのシールド設

写真2：最終収束ラインの四極電磁石構成
仮想衝突点の直前にはFinal Doubletシステムが設置される。これは振動に対して防振と電磁石間のコヒーレントな動きが要求されており、ハニカム定盤の上に設置される。開発はフランスのLAPPが担当し、振動試験が行われている（写真３）。8月には輸入され、9月中に設置される予定である。

写真3：フランスLAPP研究所において最終確認中のfinal doubletサポートシステム
電磁石電源（写真４）はSLACが担当した。50Aの基本ユニットを並列に接続する方式とし、例えば写真１：ATF2ビームライン部の床補強工事-20-

Proceedings of the 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japanand the 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (August 6-8, 2008, Higashihiroshima, Japan)

3.8 今後の予定

150A電源では基本ユニットを4台使用し、1台故障して も 残 り の 3 台 で 運 転 が 継 続 で き る High
Availability機能を有する。

現在ほぼ全ての電磁石の仮設置が終わっており、アライメント作業後に真空チェンバーの接続を行う状態にある（写真6）。電源の通電試験も約半数終了している。モニター系の確認作業などを順次行い、9月末までにビームラインを整えたい。安全システ
ムの検査および本公演では説明していなかったがRF電子銃の改良版への入れ替えを10月に行った後で、ビームによるcommissioning運転に入る予定である。
なお、予算の都合で2台のSkew四極電磁石など幾つかの要素が本年度は用意できなかった。従って本年度はビームラインのcommissioningやダンピングリングでの開発研究の継続に専念し、ATF2ラインでの本格的なナノメートルビームの開発研究は来年度から始めることになる。

写真4：ATF2ビームライン用電磁石電源
3.1 ビームサイズモニター
最終収束ラインに挿入される測定装置の開発も進んでいる。全てを紹介できないので、ここではビー
ムサイズモニターについて述べたい。Pulsed Laser
Wire Scannerによる非破壊型ビームサイズ測定シス
テムは英国(Oxford,RHUL)が中心に開発をしており、昨年12月に1umビームに対して3.8umの測定を得るまでに改善されてきた。このモニターは最終収束系の
写真6：現在のATF2ビームライン。電磁石のア入り口近辺に取り付けられる。
ライメント後に真空チェンバーを接続する。
仮想衝突点における34nmのビームサイズを測るた
め、レーザー干渉縞によるモニターを東大とKEKで開発している。測定感度を34nmまであげるために、５．まとめレーザー波長をFFTBで使用された1064nmから532nm
先端加速器試験装置(ATF)では今までに開発してに変更する必要があった。東大での開発試験を終えきたナノメートル位置分解能を有する空洞型ビームており、4月にレーザーおよびモニター本体をビー
位置モニターを主として配備するビームラインを建ムラインに設置（写真5）、現場での調整作業が進設中である。このラインは国際リニアコライダーにめられている。
おける最終収束系のエネルギースケールダウンしたものであり、仮想衝突点では垂直方向34nmのビームサイズの実現およびナノメートルレベルでのビーム制御技術の確立を目指すものである。計画は国際的に進められており、本年10月末にcommissioningを開始すべく建設が進んでいる。

参考文献[1] http://linearcollider.org[2] ATF2 proposal, KEK-Report 2005-2,9. http://atf.kek.jp[3] P. Raimondi and A. Seryi, Phys. Rev. Lett. 86 3779 (2001).
[4]中村友哉ほか、ATF2最終収束系のための空洞型ビーム位置モニターの開発状況。加速器学会2007,WP35.

写真5：レーザー干渉縞型ビームサイズモニ
ター。ビームラインに設置され調整中。
-21-