Recent development of the variable-frequency RFQ linac for RILAC

Abstract

The new injector for the RILAC (RIKEN (Institute of Physical and Chemical Research) Linear Accelerator), consisting of the 18 GHz ECR (Electron Cyclotron Resonance) ion source and the variable frequency RFQ (Radio Frequency Quadrupole), was installed in the RILAC beam line in August 1996. Acceleration tests of the RILAC and RRC (RIKEN Ring Cyclotron) have been carried out continually using the beams from the new injector since the installation. The accelerated ions were N(2, 3+), Ar(2, 4, 5+), Fe(7, 8+), Ni(8+), Kr(5, 11, 18+), Te(18+) and Xe(7, 17, 19+). Due to the high performance of the new ion source, the beam intensity from the RILAC has remarkably increased. The maximum beam intensity achieved at the first step was 13 p microampere for the N(3+) beam. Another important result is that the transmission efficiency of the RILAC has increased to 70 percent, while it was 50 percent with the beam from the Cockcrofft Walton injector. As the second step, the acceleration tests of the RRC were started with the upgraded RILAC in December 1996. The obtained beam intensity was 1 p microampere for the Ar(5+) beam. In this test, about one fifth of the extracted beam from the ion source was accelerated to the final energy of 7.5 MeV/nucleon. One of the advantages of the new injector is that highly charged ions are readily generated with the 18 GHz ECR ion source. In August 1997, the maximum extraction voltage was raised to 20 kV in order to increase the beam intensity further.

18GHzのECR(電子サイクロトロン共鳴)イオン源および周波数可変RFQ(高周波4重極)からなるRILAC(RIKEN(理化学研究所)線形加速器)用の新しい入射器を1996年の8月にRILACのビームラインに設置した。設置以来、新しい入射器からのビームを用いてRILACおよびRRC(RIKENリングサイクロトロン)の加速試験を連続的に行った。加速したイオンはN(2、3+)、Ar(2、4、5+)、Fe(7、8+)、Ni(8+)、Kr(5、11、18+)、Te(18+)およびXe(7、17、19+)であった。新しいイオン源が高性能のため、RILACからのビーム強度は顕著に増加した。第1段階で達成した最大ビーム強度はN(3+)ビームで13pマイクロアンペアであった。他の重要な結果は、RILACの透過効率は70%に増加したが、コッククロフト-ワルトン入射器からのビームでは50%であったことである。第2段階として、改良型RILACによりRRCの加速試験を1996年の12月に開始した。Ar(5+)ビームで得たビーム強度は1pマイクロアンペアであった。この試験では、イオン源から取出したビームの5分の1が最終エネルギー7.5MeV/核子まで加速された。新しい入射器の利点の1つは多価イオンが18GHzECRイオン源から直ちに生成できることである。1997年の8月に、ビーム強度をさらに増強するため最大取出し電圧を20kVまであげた。