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2.2 スタディ開始：25mA、横チューニング、チューニングミスの発見

$\bullet$ 5月17日（木）配信：Subject: イオン源状況

各位

本日は朝からRFQから約25ｍAのビームが出ています。
そこで地下へ行って運転の状況を見て、Oさんと話してきました。
（各自で見学に行くことをお勧めします。）

わかったこと：

１）イオン源担当の4人がパネルの前に待機していた。（多分朝からずっと。）
２）イオン源からの出力は30ｍA.
３）イオン源からの出力幅は300マイクロ秒程度。
フラットな部分は後半の200マイクロ秒程度であり、そこまでは幅を伸ばせる。今は最後の50マイクロ秒のみ引き出し電極の電位を上げて、RFQのアクセプタンスに合わせている。
４）1時間半で１ｍA程度電流は減少する。そこで調整して元に戻している。
前のようにめちゃくちゃに調整しまくってやっと30mAという状態ではない。結構暇そうであった。
５）今のフィラメントで３００時間くらい運転はしていて、おかしな兆候は見えてはいない。しかし8割方は低ディーティー、低電流運転なので、寿命に関してはまだなんとも言えない。

現状運転では使用可能な感じでした。
が、現在はまだ2.5Hzｘ最大200マイクロ秒であり繰り返しで10倍、幅で2.5倍が達成できるかは今後の努力次第。（単純に25倍とすると４分弱で１ｍA低下する勘定になる。実際はもっと厳しいかと）

以上、状況速報です。

$\bullet$ 5月17日（木）配信：Subject: [lco:00358] RFQ transmission as a function of the injection energy

皆様

本日午前中の、RFQ透過率のへ入射エネルギー依存の測定結果です。

上下同じグラフですが、下はy軸logです。

PARMTEQMは、バンチング初期の空間電荷の取り扱いの妥当性はあるとは言えないのですが、結果としては、割と実験と合っているように思います（定性的評価）。ノミナルな入射エネルギーでの透過率の測定値が低いのは以前からの問題点ですが。

以上、速報まで。

コメント：データと共に、担当者のコメントが入っていると理解しやすいと思われる。logの下の桁の方は、測定の精度との兼ね合いがあるので、多少無理筋の印象を受ける。

図 2.1: RFQ透過率への入射エネルギー依存の測定結果
\includegraphics[width=10cm]{wiscan.eps}

$\bullet$ 5月17日（木）配信：Subject: [jk-acc:03354] Study Summary

BEAM STUDY SUMMARY(May 17, 2007 10:00 -20:40)

-- Beam conditions --
Energy: 3 MeV, Peak current: 26 mA, Pulse width: 0.05 msec, Repetition:2.5 Hz
Beam dump: MEBT beam stop
Buncher ON, Chopper ON/OFF
---------------

3MeV, 26mA加速で以下の試験を行った。

・RFQ透過効率測定
・RFQ RFフィードフォワード調整
・MEBTの軌道補正
・チョッパー調整

$\bullet$ 5月18日（金）配信：Subject: Run7 1stデータに関する遊び２

皆様へ！！

　A氏提供(07/05/16、サイボウズ/LDTに添付済）のデータを再度図に描いて、独断と偏見で整理してみました。添付ファイルには図と偏見を記載しました。

・供給電力140kW付近で、S04,05,06タンクで真空劣化の領域がある。
・供給電力250～300kW付近でも、S01～S06まで真空劣化の兆候を生み出す領域がある。しかし、個々のタンクで系統的に劣化発生電力の値がずれていく。
・供給電力600kW近辺でも同様であるが、初期エージングの影響が残っているかも。
・S07～S15においても、150～250kW領域で同様の傾向が見られる。S06までの250～300kW領域の継続かと推測される。即ち、SDTLタンク共通の誘因かと推測される。
・また、650～850kW付近でも、S07～S15で真空劣化が見られるが、S01～S06の600kW付近の場合と比較すると、タンク毎の供給電力値の変化傾向が異なる。チューナの位置？に関係かも。
・DTLにも真空劣化をもたらす供給電力領域が存在する。KEK-PS-LINACでも見られたものである。

以上　偏見に満ちた推測を述べました。
現役の人たちの詳細な検討及び継続した測定が望まれます。

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添付ドキュメントは、本ホームページのトップページの第６章の参考文献「ラン7電力と真空度070516のデータ」に示した。

コメント：形状が同じで、少しずつ長さが変わる多くの空洞についての、このようなデータは、なかなかとれるものではない。印象であるが、おそらくチューナーまわりの、電磁場分布の変化のタンク長さ依存性、SDTLタンク番号の途中からチューナー位置を変更した事等と、関係しているのではないか。マルチパクタリング条件を、チューナーまわりの電磁場分布と照らし合わせて考察すると面白い可能性がある。

$\bullet$ 5月18日（金）配信：Subject: [jk-acc:03359] Study Summary

BEAM STUDY SUMMARY(May 17, 2007 10:00 -15:40)

-- Beam conditions --
Energy: 181 MeV, Peak current: 26 mA, Pulse width: 0.02/0.05 msec, Repetition: 2.5 Hz
Beam dump: 0-deg dump
Buncher ON, Chopper OFF
---------------

181MeV、26mA加速で以下の試験を行った。

・RFフィードフォワード調整（継続中）

※トンネル内でDTLのカップラー調整を行う必要が生じたため、早めにビーム試験を切り上げた。

$\bullet$ 5月18日（金）配信：Subject: DTL1,2,3カプラー挿入量を変更しました。

Ｊです。

本日DTL1の26mAフィードフォワード試験中に反射でのRFインターロックにより空洞へのパワーが投入できませんでした。
原因としてはビームローディング分のパワーを多く投入しなくてはならないため、カプラーでの放電を疑いました（U氏等との検討の結果）。

対策としてカプラーのカップリングを上げるためカプラー挿入量を変更しました。

DTL1上流：25.5＞20.0mm
DTL1下流：20.5＞15.0mm
VSWR：1.51(under)＞1.56(over)

DTL2上流：24.0＞19.0mm
DTL2下流：28.0＞23.0mm
VSWR：1.12(under)＞1.30(over)

DTL3上流：31.5＞27.0mm
DTL3下流：26.0＞20.5mm
VSWR：1.23(under)＞1.36(over)

現在定格値でのエージングを行っていますが、カプラー挿入前との大きな変化は無いように思われます（反射とVSWRの値が異なる程度です）。
エージングをこのまま継続し、明日(5/19)J、Aがビーム試験での様子を見る予定です。

ネットワークでの確認はしていないので、上下流のカップリングがズレていると思われますが、取り あえずこの状態でビーム試験を行ってみることになりました。

以上、簡単に速報をお送り致します。

コメント：ビーム電流が大幅に変われば、高周波カップラーのカップリングを変える必要がある。通常は最大電流付近を基準にするはず。KEK PSリニアックでは、ビーム負荷状態を見ながら変更した記憶がある。J-PARC DTLの仕様も、運転中に可変となっている。通常は運転中に動かす事はない。なお、カップリングが変わると、同じ入力電力に対する空洞電圧が変化する。今回の場合は、無視出来ない程度の変化があるだろう。位相も若干変化させる（かどうか？）事を考えれば、このような時に、空洞モニターの出力の利便性がわかる。カップリング調整に関しては、トップページの「おりおりの話題 2007年5月18日」に取り上げて、解説した。

$\bullet$ 5月18日（金）配信：Subject: [lco:00363] 26mA加速時の電流モニタ

Sです。

26mA加速時、粒子数監視装置の1時間監視結果です。
粒子数は、1発あたり1.4μCと若干大目に数えています・・。

で、一発毎の積分ビームの安定度は、標準偏差で0.00487と0.3パーセント程度の揺らぎです。

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添付ドキュメントは、本ホームページのトップページの第６章の参考文献「26mA加速時の電流モニタ 070518」に示した。

$\bullet$ 5月19日（土）配信：Subject: Re: DTL1,2,3カプラー挿入量を変更しました。

J様

ご苦労様です。

KEKで試験したときはオーバーカップリングでは十分安定にならなかったため結合度１弱にした経緯があります。エージングが進んでオーバーカップリングでも安定になったのなら良いことです。
ただし今回の結合度の値の根拠を皆に示して下さい。

また窓にループが近づくので窓の寿命が問題となってきます。
KEKで実験したときも最大結合度は1.2程度で1.5という値は過去経験がありませんので万一に備えて十分準備をして下さい。

$\bullet$ 5月19日（土）配信：Subject: [jk-acc:03364] Study Summary

BEAM STUDY SUMMARY(May 19, 2007 10:00 -21:10)

-- Beam conditions --
Energy: 181 MeV, Peak current: 26 mA, Pulse width: 0.05 msec, Repetition: 2.5 Hz
Beam dump: 0-deg dump
Buncher ON, Chopper OFF
---------------

・RFフィードフォワードの調整
　RFQからデバンチャーまですべての空洞のRFフィードフォワード調整を行った。
・横マッチング（継続中）

$\bullet$ 5月19日（土）配信：Subject: [lco:00365] 26mA-FF調整結果

lcoの皆さま

本日のＦＦ調整結果（設定値）を送ります。

波形画像はサイズが大きすぎでMLで送れなかったので、下記URLからアーカイブをDLして下さい。

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添付ドキュメントは、本ホームページのトップページの第６章の参考文献「ＦＦ調整結果（設定値）070519」に示した。

$\bullet$ 5月19日（土）配信：Subject: [lco:00366] SDTL profile

皆様

今日のSDTLでのプロファイル測定の結果をQ調整前後でまとめました。
サイボウズ > 加速器グループ > ビームモニタ > モニターログ > 2007 > 0519-2007-SDTL-Profile.pdf にあります。

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添付ドキュメントは、本ホームページのトップページの第６章の参考文献「プロファイル測定の結果070519」に示した。

$\bullet$ 5月20日（日）配信：Subject: [jk-acc:03365] Study Summary

BEAM STUDY SUMMARY(May 20, 2007 10:00 -21:00)

-- Beam conditions --
Energy: 181 MeV, Peak current: 26 mA, Pulse width: 0.05 msec, Repetition: 2.5 Hz
Beam dump: 0-deg dump
Buncher ON, Chopper OFF
---------------

181MeV, 26mA加速で以下のビーム試験を行った。

・横マッチング（継続中）

$\bullet$ 5月20日（日）配信：Subject: [lco:00368] SDTL profile 5/20

皆様

今日のSDTLでのプロファイル測定の絵をサイボウズに置きました。
加速器グループ > ビームモニタ > モニターログ > 2007 > 0520-2007-SDTL-Profile.pdf です。

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添付ドキュメントは、本ホームページのトップページの第６章の参考文献「プロファイル測定の結果070520」に示した。

$\bullet$ 5月21日（月）配信：Subject: [jk-acc:03368] Study Summary

BEAM STUDY SUMMARY(May 21, 2007 10:00 -21:00)

-- Beam conditions --
Energy: 181 MeV, Peak current: 26 mA, Pulse width: 0.05 msec, Repetition: 2.5 Hz
Beam dump: 0-deg dump
Buncher ON, Chopper OFF
---------------

181MeV, 26mA加速で以下のようなビーム試験を行った。

・横マッチング（継続中）

$\bullet$ 5月21日（月）配信：Subject: [lco:00369] SDTL profile 5/21

皆様

今日のSDTLでのプロファイル測定の絵をサイボウズに置きました。
加速器グループ > ビームモニタ > モニターログ > 2007 >
0521-2007-SDTL-Profile.pdf です。

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添付ドキュメントは、本ホームページのトップページの第６章の参考文献「プロファイル測定の結果070521」に示した。

$\bullet$ 5月22日（火）配信：Subject: [lco:00370] data of today's emittance measurment

皆様

本日のエミッタンス測定のデータは、

/jkdata/jkpublic/linacc/mebt1/m1b-em-20070522

にあります。eps file が結果です。

$\bullet$ 5月22日（火）配信：Subject: [jk-acc:03371] Study Summary

BEAM STUDY SUMMARY(May 22, 2007 11:30 -21:10)

-- Beam conditions --
Energy: 3 MeV/ 181 MeV, Peak current: 26 mA, Pulse width: 0.05 msec, Repetition: 12.5/2.5 Hz
Beam dump: MEBT beam stop / 0-deg dump
Buncher ON/OFF, Chopper OFF
---------------

181MeV, 26mA加速（0.05ms, 2.5Hz）で、以下の試験を行った。

・横マッチング（継続中）

3MeV, 26mA加速（0.05ms, 12.5Hz）で、以下の試験を行った。

・エミッタンス測定

$\bullet$ 5月22日（火）配信：Subject: [lco:00371] SDTL and MEBT1 profile 5/22

皆様

今日のSDTLとMEBT1でのプロファイル測定の絵をサイボウズに置きました。
加速器グループ > ビームモニタ > モニターログ > 2007 >
0522-2007-SDTL-MEBT1-Profile.pdf です。

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添付ドキュメントは、本ホームページのトップページの第６章の参考文献「SDTL and MEBT1 profile 070522」に示した。

$\bullet$ 5月23日（水）配信：Subject: Re: 質問二つ

返答遅くなりました。

１．Ｓ７が落ちる原因は判明していません。
ビームが蛇行しておりＳ６，７，８辺りはずれの大きい（時にはビーム中心で４ｍｍ位）時もあり、それが原因の可能性もあります。但しビームがない時でもＳ７は他と比べて落ちる頻度は高く、要注意の空洞でした。そこにビームの影響が加わった可能性もあります。また最近はビーム運転のため平均的な投入電力が小さい（ビームパルスが短く、電流が小のため）ので立ち上げ時のエージング効果が薄れている様子もあります。

Ｓ７の初期の不安定さは下流空洞（Ｓ７Ｂ即ちＳ１４）が原因でした。上流のＳ７Ａ（Ｓ１３）はKEKでエージング済み。
しかし昨日の状況はＳ７Ａの空洞内部で何か起こっているようです。RF-パルス巾を昨夜から650から350μ秒に減らして運転しています。いまのところはそこそこ安定です。
なおＦＢやＦＦがＯＮになると不安定さは増加しています。（当たり前か？）

今夜は私が準夜でJさんが深夜シフトなので、Ｓ７に限り短パルスで電力ピークを上げてエージングをしてみるつもりです。

２．ＤＴＬ直後のビームの揺れですが、ＤＴＬへの入射ビームが極端に傾いているのが原因のように見えます。
以前はMEBTのステアリングマグネット電源が不調で勝手に定期的にビームを曲げていました。
なおアライメントデータはありますので、ＫＥＫに行った時に送付します。（現状というよりも設置直後のデータですが。最新版は確認しておきます。）

$\bullet$ 5月23日（水）配信：Subject: S7の調子

Fです。S7空洞のその後の様子です。

今日の午後から劇的に変化があり、落ちる頻度が1回／１帳2時間に激減しました。
原因はDTL入射ビームのエミッタンス（？）を変えたことらしい。

最初に気づいた変化は次の2点：
（１）急に空洞が安定になった事、と、
（２）フィードフォワード（FF)が引き起こしていたRFパルスのひげが減った事。
（当初ビームパルスの幅よりもFFの幅の方が広い様子で、ビームの立ち上がりと立下り部分にRFパワーがあまった感じで鋭いピークを持っていた）

最初は、FFがOFFされて、かつビームパルスの幅が少し広がったのかと思い調べた結果、FFは変わっていないこと、コミッショニンググループ（CG)が今日の午前中にMEBTのパラメーターを変更したことが判明しました。

CGはMEBTのエミッタンスモニターでビームエミッタンスを調べた結果、KEKでの測定結果と大きく異なっていることに気づき、パラメーター（どこかは不明）をいじりKEKでの測定結果に近づけたらしい。

現在のリニアックのセッティングはDTLへの入射ビームはKEKで測定したエミッタンスを持つという前提で全てのパラメーターを決めていたらしい。
ところがエミッタンスの確認測定は今までしていなかった、ということ。
（この辺りの事情は口頭で聞いたことなので全て「らしい」とか「とのこと」になってます。）

エミッタンスを変えた結果、ワイヤースキャナーで見えていた肩を持ったようなプロファイルは改善され、ビームのテイルも減ったとのこと。
更に推測ですが、ビームのマクロパルスの立ち上がりと立下りにもとも損失があったが、それも改善され、FFが期待していたビーム幅になったため空洞の反射波形もきれいになったらしい。

即ち、現時点では、S7の大荒れのきっかけはビーム調整のまずさが起こしていた、と結論できます。

ただしS7以外の空洞はそれなりに安定していたので、S7が他より少し不安定なのは事実です。そこで、今宵はこれからコンディショニングをやり直そうと思っています。

$\bullet$ 5月23日（水）配信：Subject: [jk-acc:03373] Study Summary

BEAM STUDY SUMMARY(May 23, 2007 11:00 -21:15)

-- Beam conditions --
Energy: 181 MeV, Peak current: 26 mA, Pulse width: 0.05 msec, Repetition: 2.5 Hz
Beam dump: 0-deg dump
Buncher ON, Chopper OFF
---------------

181MeV, 26mA加速で以下のような試験を行った。

・横マッチング（継続中）
MEBTでのマッチングとDTL出口でのマッチングは完了した。
===============

$\bullet$ 5月23日（水）配信：Subject: Run7のオシロデータ

みなさま　へ

散歩のついでにオシロ画面コピーしてきました。
反射の波形くらいしか参考にならないと思いますが送付します。

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添付ドキュメントは、本ホームページのトップページの第６章の参考文献「Run7のオシロデータ」に示した。

$\bullet$ 5月23日（水）配信：Subject: [lco:00372] beam profile 5/23

皆様

今日のSDTL～L3BTでのプロファイル測定の絵をサイボウズに置きました。
加速器グループ > ビームモニタ > モニターログ > 2007 >
0523-2007-Profile.pdf です。

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添付ドキュメントは、本ホームページのトップページの第６章の参考文献「beam profile 070523」に示した。

$\bullet$ 5月24日（木）配信：Subject: Re: Run7のオシロデータ

A様

　　またまた重要な情報を有難うございます。

　F氏の話では、先日（5/23以前）では、FFの立ち上がり部でピークが見えたのに、今日(5/23)はそのピークが観測されていないと言うことでした。これは良好な調整の結果だと思いますが、又内藤の話では、先日から何もパラメータを変えていないとも言われました。
　個人的には、何も意識的に操作していない方が問題だと思っています。
FF電力の供給は、今回A氏のデータに見られるようになるように、意識的に調整すべきことなのです。LINACの運転を正常に実施しようと思った際には、まず実施すべきことです。当然、機器の状況により上手くいかないこともありますが。

　A様、今後も色々な運転情報を、偉い博士さん達に突きつけて、どうなっているだと問い合わせてください。私自身も大いに勉強になっています。

　例えば、
　空洞担当のJ・Fさん等に、聞いてみてください。
”以前の5mA時の波形と今回の28mA時の波形から、ビーム補償電力と空洞のtuningの関係はどう判断すべきでしょうか？”
　因みにボケ老人である私はまだ未検討です。

今回のデータは、今後のchoppedビーム加速時の重要な参考データになります。

$\bullet$ 5月24日（木）配信：Subject: Re: カップリング状態の想像

A様

資料ありがとうございます。毎度のことですが、助かります。

以下コメント：
（１）「挿入量」というより、「引き出し（or引き抜き）量」と言う方が直感的かも？
（２）確かにＤ２のは他とパターンが異なってますが、Ｄ１とＤ３の下流は古いカプラーだったはずなので、様子が多少異なる可能性はあります。でも５ｍｍ以上も異なるはずはないか、と思って昔KEKで自分で測った結果（添付図参照）を掘り起こしたところ、β＝0.5にするには結構近づけている（17～18ｍｍ）。つまりＤ１の下流は過去データに近い。新型の方がカプラーへの磁場の侵入が大きいのかもしれない。

それより、５ｍＡの時の位置がネットワークの値と異なり全て多めなのはなぜでしたっけ？　意図的にずらせたにしてはばらばらだし。リモートができると思ってずらしたら出来なくなってしまい、結局そのままということだったような。

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添付ドキュメントは、本ホームページのトップページの第６章の参考文献「DTLカップリングデータ」に示した。

$\bullet$ 5月24日（木）配信：Subject: [jk-acc:03377] Study Summary

BEAM STUDY SUMMARY(May 24, 2007 11:00 -21:00)

-- Beam conditions --
Energy: 181 MeV, Peak current: 26 mA, Pulse width: 0.05 msec, Repetition: 2.5 Hz
Beam dump: 0-deg dump
Buncher ON, Chopper OFF
---------------

181MeV, 26mA加速で以下の試験を行った。

・デバンチャーのチューニングの確認
・横マッチング
　直線部の横マッチングが完了した。

$\bullet$ 5月24日（木）配信：Subject: [lco:00374] beam profile 5/24

皆様

今日のSDTL～L3BTでのプロファイル測定の絵をサイボウズに置きました。
加速器グループ > ビームモニタ > モニターログ > 2007 >
0524-2007-Profile.pdf です。

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添付ドキュメントは、本ホームページのトップページの第６章の参考文献「beam profile 070524」に示した。

$\bullet$ 5月25日（金）配信：Subject: Run7運転パラメータ送ります。

みなさま　へ

夜勤の仕事が落ち着きましたのでRun7の運転パラメータを入力しました。大きな変化は26mA用にFF設定値、FF位相値を変更した点と、650usでのAT挿入量程度です。Bun、DBは気が付くと設定値を見直していますので、多分今の値が最終値と思いますが参考程度に。

また、昨日(5/24)のビーム試験中にS03A出口のBPMの波形が動いている様子が伺え、真空も同期して悪くなっている様なお話があり、Tさんが遅くまで高めのエージングをしてくれていましたので私が夜勤で更に真空の悪くなる箇所をコツコツエージング中です。（定格Pf=670kW位の所を900kW付近でエージング中）夜勤のため一旦家に帰りましたので、細かい話が不明で申し訳無いのですが、明日、誰かが教えてくれるでしょう。

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添付ドキュメントは、本ホームページのトップページの第６章の参考文献「Run7運転パラメータ」に示した。

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: 3. Run 7へのコメント : 2. 2007年5月第3週　run-7 : 2.1 前段階   目次   索引
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