Improvement of sextupole magnet for RIKEN 10 GHz ECRIS

Abstract

The 10GHz ECRIS (Electron Cyclotron Resonance Ion Source) at RIKEN (Institute of Physical and Chemical Research) is used as the injector of AVF (Azimuthally Varying Field) cyclotron accelerator. Various heavy ions such as carbon, nitrogen, oxygen and argon are produced by the ion source and are supplied for various experiments. For a long time operation, a main problem is an instability in the beam intensity. One of the main reasons of the beam instability could be a weak radial magnetic field generated by permanent sextupole magnet. In order to improve the performance of the ECRIS, a new sextupole magnet is designed. The new sextupole magnet is made from N38H permanent magnets. Each of the magnet of 480 mm long consists of two pieces, and the direction of magnetic poles is at 36 deg relative to the chamber surface. The magnetic lines of force of the sextupole magnet were calculated by a code POISSON using B/H function of the permanent magnet. The maximum strength of the new sextupole magnet is about 1.6 times of that of the old one. By the new sextupole magnet, the confining magnetic field and the stability of plasma should be improved.

RIKEN(理化学研究所)の10GHzのECRIS(電子サイクロトロン共鳴イオン源)はAVF(周回変動磁場型)サイクロトロン加速器の入射器として用いる。このイオン源により炭素、窒素、酸素およびアルゴンのような各種の重イオンを生成し、さまざまな実験に使用される。長時間動作に対する、主要な問題はビーム強度の不安定性である。ビーム不安定性の主要な理由の1つは6極永久磁石により生成される弱い径方向磁場である。ECRISの性能を改善するため新しい6極磁石を設計した。新しい6極磁石はN38H永久磁石で作った。長さ480mmの各磁石は2つの部分で構成し、磁極の方向はチェンバ表面に対して36度である。永久磁石のB/H関数を用いたPOISSONコードで6重磁石の磁力線を計算した。この新しい6極磁石の最大強度は古いものの約1.6倍であった。この新しい6極磁石により閉込め磁場およびプラズマの安定性が改善されるはずである。