V - Indico

2012. 09. 06 Togasaki @ SCRIT Meeting
RIBF-ULIC-mini workshop
SCRIT Analysis Meeting for the First-Round Xe Experiment
Design of an MRFQ Ion Cooler and Buncher
for SCRIT
Mamoru Togasaki
(Rikkyo Univ.)
2012. 09. 06 Togasaki @ SCRIT Meeting
SCRIT
Facility
electron-beam
Ion
Generator
RTM
ERIS
eBT
SCRIT
SR2
数10kV
DC ion-beam
Ana.
Mag.
RBT
Cooler & Buncher
IBT
Bend.
Mag.
数kV
pulsed ion-beam
 ビームのパルス化
 減速・trap・再加速
 RFQ ion trap を利用
 ion-beam line 途中に挿入
 真空を汚したくない（低 emittance 化のためにも…）
 buffer-gas 不使用
 cooling に軽イオン（Ne を想定）を使用
 Multi（複数）な RF を Q電極に印加
 target の重イオンと buffer の軽イオンを同時に trap
2012. 09. 06 Togasaki @ SCRIT Meeting
x, y 方向の運動方程式
d 2x
+ a + 2q cos2 x  0
d 2
d2y
- a + 2q cos2  y  0
d 2
VDC+VACcoswt
RFQ
q
VDC-VACcoswt
Potential
4eVAC
8eVAC
, a
2 2
mr w
mr 2w 2
Horizontal Motion
MRFQ
（複数の高周波をのせる）
VDC-V1cos(w1t+1)
-V2cos(w2t+2)
調整しうる電圧パラメータも複数
Transverse Motion
y [m]
x [m]
VDC+V1cos(w1t+1)
+V2cos(w2t+2)
安定（振動）解を持つとき
粒子の横方向の運動は
四重極内に留まる。
（トラップされる）
time [s]
x [m]
A=132
A=20
2012. 09. 06 Togasaki @ SCRIT Meeting
 Neの標準リークを使用。電子銃でイオン化後、トラップ。
 作ったNeイオンはクーリング後、捨てる（RF電圧を調整）。
 アノード / ロッド / バリア電極はHVステージ上。
 HVステージの初期GND電位はERISの加速電位。
 トラップ中に最終加速電位へスイッチング。
 その後バリアの電位をさらに下へスイッチし、引き出し。
Einzel Lens
Anode
ERIS
Gas Port
MRFQ rod segment
Extractor
かべ
IBT
Barrier
Electron Gun
Deceleration
Section
MRFQ
Extraction
Section
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Longitudinal Potential
potential
ions
Anode の坂を上らせて減速
Anode と Barrier potential で
縦方向にトラップ
VERIS
Anode
Barrier
position
高圧ステージの電位を落とし
イオンの持つ potential を捨てる
VERIS
VERIS
Anode
Barrier
position
Barrier potential を下げて
イオンを引き出し、加速
VERIS
Anode
Barrier
position
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Circuit & Control
AC 100V
RF+
Linear Power AMP
(~150W)
HV Stage
Anode
Matching
±20V PS
RF/DC Combiner
transformer
Function
Generator
MRFQ
－160V PS
Circulator
Optics
RF-
－160V PS
30kV PS
PLC ?
+
CTL PC
Barrier
±20V PS
15V PS
ERIS HV Stage
CC PS
5V TTL
5V TTL
Optical Link
e-Gun
2012. 09. 06 Togasaki @ SCRIT Meeting
今後のこと
 装置そのものは今年度中に作れそう
 今できること（他の工程とも兼ね合い）
 回路系の計算・設計・製作
 制御系の設計・試験
Offline Setup ex.
 装置が来てから
Xe
Ne
FC
Slit
 RBTにすぐインストール？
 オフライン試験？
Cooler & Buncher
 オフライン試験
 真空・高圧・RF・制御 ect... 試験
 Xe, Ne 標準リークを使っての trap 試験
 できれば磁石を使って質量分析もしたい
ST
FC
Bend.
Mag.
2012. 09. 06 Togasaki @ SCRIT Meeting
今後のこと
2012年
9
10
2013年
11
12
1
2
3
4
製作
発注
5
6
7
9
10
11
12
テスト実験
オフライン設置・基礎試験
回路系・制御系設計
8
IBT-BM 移動
スペクトロメーター納品
SCRIT 移動
移動・本設置
IBT 改造
試験
RTM 改造