Temperature control of a cyclotron magnet for stabilization of the JAERI AVF cyclotron beam

JAERI AVFサイクロトロンのビーム安定化のための電磁石温度制御

奥村 進; 荒川 和夫; 福田 光宏; 中村 義輝; 横田 渉; 石本 貴幸*; 倉島 俊; 石堀 郁夫; 奈良 孝幸; 上松 敬; 田村 宏行; 松村 秋彦*; 佐野 正美*; 立川 敏樹*

Okumura, Susumu; Arakawa, Kazuo; Fukuda, Mitsuhiro; Nakamura, Yoshiteru; Yokota, Wataru; Ishimoto, Takayuki*; Kurashima, Satoshi; Ishibori, Ikuo; Nara, Takayuki; Agematsu, Takashi; Tamura, Hiroyuki; Matsumura, Akihiko*; Sano, M.*; Tachikawa, T.*

JAERI AVFサイクロトロンにおいて、ビーム電流を長時間一定に保つにはしばしば磁場調整が必要となっている。NMRプローブによる磁場測定と白金測温抵抗体による温度測定から、磁場と電磁石の鉄心温度との間に相関関係があることがわかった。メインコイルからの熱が主な原因となって鉄心温度が上昇し、ビームの不安定現象を引き起こしている。鉄心への熱を遮断するために鉄心とメインコイル間に温度制御した銅板を挿入した。それに加えて、ポール先端温度を独立に制御するために、トリムコイルの冷却水温度制御系を独立化した。磁場安定化のために、これら温度制御系の最適運転条件を見いだした。

Frequent corrections of the magnetic field of the JAERI AVF cyclotron were required for keeping a beam current constant during long time operation. We observed correlation between the magnetic field and the temperature of the cyclotron magnet yoke by measuring the magnetic field with an NMR probe and the temperature with platinum resistance thermometers. The unstable phenomenon of a cyclotron beam was induced by temperature change in the magnet yoke caused mainly by thermal conduction from the main coil. To restrain the thermal conduction to the yoke, we have inserted temperature controlled copper plates between the yoke and the main coil. In addition, a temperature control system of the cooling water of the trim coils has been installed independent of the total cooling system for controlling the pole tip temperature. An optimum condition of the temperature control systems for stabilizing the magnetic field has been investigated.