4.6 ビームエネルギー測定の精度？ 50 MeV測定結果の比較　070216

今日の日々ミーティングでも報告されましたが、制御Grの方々の協力を得て、TOF測定の整合性をチェックしました。
精度は、50MeV加速で添付ファイル程度の整合性になっています。

参考迄に、TOF組合せは、その種別により、色分けされています。
緑色-> 短距離TOF(例：S2後なら0.45m)
水色-> 中距離TOF(例：S2後なら2.3m)
青色-> B'-type(短距離-中距離、間のクロスチェック)TOF [例:S2後なら2.8m)
黄色-> B-type(短距離-長距離、間のクロスチェック)TOF (例:S2後なら6.4m)
桃色-> 長距離TOF(例:S2後なら6.7m)

> [jk-acc:03182] Study Summary
> BEAM STUDY SUMMARY(Feb. 15,　2007 13:00-19:30)
> 50MeV加速（DTL3まで）で、以下の試験を行った。
> ・TOFペア間の整合性の確認（SDTL部）

図 4.2: TOF測定結果の組み合わせによる比較

上図の解像度が悪くなっているので、結果だけを図示してみよう。この測定は、タイムオブフライトの測定区間を変えて、同じ50 MeVビームのエネルギーを測ったものである。システマチックなエラーがあれば、それは除去出来ないが、配線の具合を含めてセッティングのチェックにはなる。

図 4.3: TOF測定結果の組み合わせによる測定エネルギーの比較

図 4.4: TOF測定結果の組み合わせによる測定エネルギーの比較（縦軸拡大）

図 4.5: TOF測定結果の組み合わせによる測定エネルギー変位（デザイン値からのずれ）の割合

横軸は測定番号にしたが、これは、およそDTLから遠ざかる距離（測定位置）を表す。どの測定のチューニングが不十分か見当がつきそうだ。
測定担当がまとめた測定分類に従って、それぞれの測定の特徴を表１に示す。

+-150 keV程度のDTL出力のエネルギー振動は、軽く起る可能性があるので、測定結果の平均エネルギーが、デザイン値（50.078 MeV）に近い必要はない。今回の測定結果は、色々な事を教えてくれる。
メートル原器のような、確実に校正出来る一式でやる事が必要ではないか。そうすれば、全てにわたり簡単にキャリブレーション出来る。大きなエネルギー振動が起きている状態は望ましくないと考えるべきであり、その大きさを確認する必要がある。

TOF測定に関する昔のメモ（2003年）から、測定精度に関する部分を引用する。全文は、第２章の参考文献に載せる。

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4. エネルギー絶対測定

位相測定精度を+-1°としたときに、必要エネルギー分解能（K/K=1E-4及び2.5E-4とした）を得るための、２個の位相モニターの距離を表２に示した。長さ測定の精度(L)は、各エネルギーにおいて、位相エラーと同じ効果を与える値にした。

表２：エネルギー絶対測定に必要なパラメータ
	K/K=1E-4	K/K=2.5E-4	K/K=2.5E-4	L（m）
Energy (MeV)	Length (m)	Length (m)	W (keV)
3	8.235	3.294	0.75	0.00020
20	21.551	8.621	5	0.00052
37	29.708	11.883	9.25	0.00070
50	34.887	13.955	12.5	0.00081
75	43.561	17.424	18.75	0.00097
100	51.268	20.507	25	0.00110
150	65.186	26.074	37.5	0.00130
190	75.544	30.218	47.5	0.00143
300	102.598	41.039	75	0.00168
400	126.720	50.688	100	60.00183