What011ATAC-RFQ

初期コミッショニングによりいくつかの重要な問題が提起されている。
１）RFQ問題によりRCSのビームパワーは20kWに制限されている。
２）400MeVリニアックアップグレイドが確実となった（43億円）
リニアックの現状
RFQ とイオン源を除いて、リニアックの運転は良い。
イオン源:
　最近、トラブルが進行した。
　フィラメントトラブル
　運転・維持に人がとられるので、開発が進まない。
　第一ステージのスペック（36mA、500マイクロ秒）はいまだに達成されていない。

　　●提案：人を充実させて、1 MW 運転用に信頼性の高い60mAイオン源を開発すべき。
LEBT:
RFQの真空がLEBTによって一桁程度劣化している。
　ーーーイオンポンプのサチュレーション。ターボは十分なポンピングスピードを有していない。
　ーーーLEBTとRFQの真空が悪いので、負水素イオンの電子がストリップされてプロトンとなり、これが高エネルギーまで加速されてビーム損失となっている。
　ーーーLEBTの真空デザインに問題がある。

　　●提案：イオンポンプとターボポンプをやめて、クライオポンプにする
　　●提案：RFQが真空的に隔離されるようなLEBTデザインにする　
　　●提案：RFQのアクセプタンスの外側のイオンがRFQに入らないようなビームスクレーパを作る
RFQ:
　　深刻な放電トラブルが最初の大電力テストで生じている。
　　ーーー再三のコンディショニングによっても、電流は5mA, 100マイクロ秒に制限されてしまう。
　　ーーーRFQの真空が悪いと考える。
　　ーーー残留ガス成分を調べる事を提案する。
　　ーーーたびたびの放電を繰り返して運転すれば、RFQの損傷はさらに大きくなるだろう。

　　●提案：高い優先度で故障したRFQを調査すべきである
　　●提案：クライオポンプを使って、RFQの真空を改善すべきである。
　　ーーーpi-モード安定化ループ（PISL）の冷却チャネルがとても小さいので、水トラブルの原因となる可能性がある。
　　●提案：新しいRFQを作らねばならない。しかし、それは現在のRFQの放電トラブルの原因が解明されてからにすべきである。現在のRFQのコピーを作ると、放電の原因がRFQの貧弱な真空によるものでない場合、再び同じ放電に苦しむ可能性が高い。
　　●提案：新RFQは50mA、1 MWの運転用にデザインすべきである、
　　　ーーー PISL使用には多くの問題点がある。
　　　　　　　　マルチパクティングによる放電問題
　　　　　　　　電場の大きな歪み
　　　　　　　　四極モードの周波数を変えるのでチューニングを複雑にする
　　　　　　　　○４rod stabilizers を使うのがよい

故障器と同じデザインを採用して、最短期間で単なるバックアップ機を作ろうとするJ-PARCリニアック側の説明に対して、「放電トラブルの原因究明が第一になされるべき」と提案している事である。

●提案：新しいRFQを作らねばならない。しかし、それは現在のRFQの放電トラブルの原因が解明されてからにすべきである。現在のRFQのコピーを作ると、放電の原因がRFQの貧弱な真空によるものでない場合、再び同じ放電に苦しむ可能性が高い。

J-PARC RFQの重故障に関しての見解の比較
	J-PARC（HASEGAWA）説明	ATAC 提案
新しいRFQ製作	バックアップ機を急いで	新デザインRFQにするべき
時期	出来るだけ早く	放電トラブル原因究明が前提
その理由	ユーザーからの圧力	同じ過ちを繰り返す恐れ
ビームデザイン	故障器と同じ	新デザイン
その理由	時間がない	50mA, 1MW に対応可能なもの
その理由	その後、第二世代を作る	予算の無駄
空洞デザイン	検討中	PISL はよくない。4 rodがよい
故障が起こったのは	2008年９月	？（情報なし）

**図 5.1:** クライストロン毎のアラーム合計：2006年11月～2007年2月
$\includegraphics[width=10cm]{numalarm.EPS}$

新しいRFQ をどのようなデザイン（ビームデザイン・空洞デザイン・メカニカルデザイン）に従って作るかは、重要である。（人がいない、あるいは、時間がないなどを理由にして）現在のコピー機を作るべきではないという、ATAC委員からの提案がある。その意味を熟慮して、今後の方針を決める参考とすべきであろう。
RFQ故障の影響が全加速器の性能に及ぶという意味からは、RFQの故障問題を加速器全体の問題として認識し、総力で取り組むという姿勢は結構である。ところが、このような総スローガンは単なる旗ふりに終わるケースがしばしば見られる。総力を結集して何をし、何をしなかったのかが問われるだろう。
ATACレポートにも指摘されているように、RFQ故障の解決（及び加速器全体の性能向上）の為には、イオン源、及びイオン源とRFQをつなぐビームライン（LEBT）も大きな関わりがある事を、あらためて認識し、的確に対処すべきである。
何故こうした問題が生じ、それが、まさにユーザー側にビームを提供するというこの時期になって顕在化したという事実の由縁に対処する事が必要であろう。

前段部分（イオン源とRFQ部門の別名）は、長い開発研究過程を経て、一番最初にトンネルに設置され、長期間にわたりメンテナンス作業が行われている。にもかかわらず、複数の極めて重要な問題が解決されていない。そうした問題が存在している事すら、充分には公にされていないようなので、将来の運転に対して大きな支障となると予想される観点から、ここで取り上げる。

ーーー　途中　略　ーーー

当初日程からすれば、既にRCSにビームが供給されており、前段部門が抱えるこれらの問題は、既に緊急且つ重要な問題として、ほとんど全てのJ-PARC 関係者に認識されているであろう。不幸中の不幸は、幾つかの問題によりRCS完工が遅れている結果、ここに述べた前段の問題が未だに周知されておらず、真剣に議論されていない事であろう。こうした状態が続く場合には、実質的なビームの供給は更に遅れる事になる。

ATAC09で議論されたJ-PARC RFQトラブル

ATAC-9 暫定サマリーの抄訳

今後の課題

附たり