Design study of injection system for RIKEN Superconducting Ring Cyclotron. 3: Analysis of the injected beam trajectories

Abstract

The present status of the trajectory-analysis of the beam used in SRC-6 (Superconducting Ring Cyclotron) of RI (Radioactive Isotope) Beam Factory is reported. In order to determine the layout of the injection elements, the trajectory of injection beam was analyzed with the numerical computation using the computer-code called INJECT. The magnetic field of the sector magnets was computed with 3-dimensional code, TOSCA. The injection system is composed of two or three units of BM (Bending Magnet), three units of MIC (Magnetic Inflection Channel), and one EIC (Electrostatic Inflection Channel). The strong stray magnetic field in SRC-6 of the sector magnet, which depends on the accelerating conditions of ions, changes the trajectory differently for each beam, and this makes the design of the trajectory system difficult. Although the layout of the composing injection elements is still under consideration, typical trajectories of the injection beams for three examples of the provisional layouts are computed. Typical beam injection and extraction energies and magnetic rigidities are computed, and the characteristics of the composing injection elements are described.

RI(放射性同位元素)ビームファクトリーのSRC-6(超伝導リングサイクロトロン-6)に使われるビームの軌道解析の現状について報告した。入射装置のレイアウトを決めるため、INJECTと呼ばれる計算機コードを使い数値計算による入射ビームの軌道解析を行った。セクタ磁石の磁場は3次元コードTOSCAを用い計算した。入射システムは2または3台のBM(配向磁石)、3台のMIC(磁気インフレクションチャネル)およびEIC(静電インフレクションチャネル)より構成されている。SRC-6にはイオンの加速条件に依存するセクタ磁石の強い漂遊磁場があり、このためビームにより軌道はそれぞれ異なり、軌道システムの設計が難しい。未だ入射装置構成要素のレイアウトを決めていないが、入射装置構成要素の3つのレイアウト例について入射ビームの典型的な軌道を計算した。典型的なビームの入射と取出しエネルギーおよび磁気的硬さを求め、これらの例について入射装置構成要素の特徴を示した。