Titanium flanged alumina ceramics vacuum duct with low impedance

チタンフランジ付き低抵抗アルミナセラミックス真空ダクト

金正 倫計  ; 齊藤 芳男*; 壁谷 善三郎*; 荻原 徳男

Kinsho, Michikazu; Saito, Yoshio*; Kabeya, Zenzaburo*; Ogiwara, Norio

大強度陽子加速器施設3GeVシンクロトロン(J-PARC-RCS)で使用されるアルミナセラミックス真空ダクトの開発に成功した。ダクトは大きく分けて2種類あり、一つは四極電磁石中で使用される直径約378mmの円断面を持つ長さ1.5mのダクトで、もう一つは、偏向電磁石中で使用されるレーストラック断面を持つ長さ約3.5mで15度湾曲したダクトである。これらは、長さ約0.8mのユニットダクトをメタライズとロウ付けにより接合することで実現した。また、ダクト外表面には、ダクト壁抵抗を小さくするために、PR銅電鋳という方法で、銅箔をストライプ上に接合した。さらに、ダクト内面には、壁からの二次電子放出を低減させるために、TiN膜をコーティングした。これらにより、J-PARC-RCSで使用するダクトが実現できた。

It was success to develop alumina ceramics vacuum ducts for the 3GeV-RCS of J-PARC at JAERI. There are two types of alumina ceramics vacuum ducts needed, one being 1.5m-long duct with a circular cross section of 378 mm inner diamater for use in the quadrupole magnet, the other being 3.5m-long and bending 15 degrees, with a race-track cross section for use in the dipole magnet. These ducts could be manufactured by joining several duct segments of 0.8 m in length by brazing. The alumina ceramics ducts have copper stripes on the outside surface of the ducts to reduce the duct impedance. The radio-frequency shield is designed as a high frequency pass filter, where eddy currents cannot be generated. In this shield one end of each strope is connected to a titanium flange with a capacitor to interrupt the eddy current loop. With this, the impedance of the duct with the radio-frequency shield was reduced within an allowable desgin limit. In order to reduce emission of secondary electrons when protons or electrons strike the surface, TiN film is coated on the inside surface of the ducts.