Improvement of high-voltage performance of acceleration tubes by cleaning the walls with a high-pressure water jet

高圧純水洗浄による加速管の高電圧性能の改善

竹内 末広; 仲野谷 孝充  ; 株本 裕史  ; 吉田 忠

Takeuchi, Suehiro; Nakanoya, Takamitsu; Kabumoto, Hiroshi; Yoshida, Tadashi

原研(東海)タンデム加速器では加速電圧を18-20MVに改善するため加速管をコンプレスドジオメトリー型の新加速管に更新する計画をすすめている。新加速管に交換することで加速ギャッブ数が増え加速電圧を改善できる可能性がある。しかし、大型加速器では一般に交換後のコンディショニングには1-2か月の長い期間を要する。そこで、加速管内面をあらかじめ高圧純水洗浄により洗浄し、放電の源となる、あるいは放電を助長する絶縁体表面の汚れや微粒子を除去することにより、放電活動を抑制し短期間で期待する電圧にすることを考えた。高圧純粋洗浄した従来の加速管1MV分6本をタンデム加速器で高電圧試験を行い、また新加速管3MV分6本を高圧純粋洗浄し加速管メーカーのNEC社の3MV試験装置で高電圧試験を行った。結果は、どちらも定格電圧を短時間で越え、かつ放電は従来の加速管と比べ極めて少なかった。新加速管3MVの試験ではコンディショニングは加速管が安定に近い状態で進み24時間内に高度に安定な状態に達した。これで加速電圧の改善計画に明るい展望が開けた。本文では洗浄効果,セラミックスの表面などについての研究成果を述べており、放電活動は絶縁体表面の汚れや微粒子が主な原因であったことを明らかにしている。

At the JAERI Tandem accelerator, an acceleration tube replacing plan is proceeding to increase the acceleration voltage toward 20 MV. Lengthy conditioning is generally necessary for a large tube system. We had an idea to clean the tubes with high-pressure water-jet rinsing before installation. We cleaned tubes and tested them at 1 MV and 3 MV. The both results exhibited that the voltages went beyond the rated voltages and discharge activities were much less than the old records. During the test of new tubes at 3 MV, the conditioning proceeded well and an extremely stable condition was fulfilled within 24 hours. In conclusion, the cleaning was found to be a very promising way to improve high-voltage performance of the tubes in a large tube system.