J-PARCリニアック400MeV増強に向けたチョップドビーム負荷補償のビーム試験

Beam test of chopped beam loading compensation for the J-PARC Linac 400-MeV upgrade

小林 鉄也; 池上 雅紀*

Kobayashi, Tetsuya; Ikegami, Masanori*

J-PARCではリニアックの400MeVへのエネルギー増強計画が進められている。加速周波数972MHzのACS(Annular Coupled Structure)空洞を21台追加することで400MeVまで加速する。ACS用の低電力高周波(LLRF)制御システムにおいてこれまでの324MHzのシステムとは大きく異なる点として、周波数以外にチョップドビーム負荷補償がある。チョップドビームとは、マクロパルスビーム(幅500us)を、RCS入射の同期のため、さらに上流のRFチョッパーにより約0.5MHz又は1MHzでチョップ(櫛形に形成)されたビームであり、中間パルスとも呼ばれる。324MHzの空洞と比べACS空洞ではQ値が小さいため、計算上このチョップドパルス構造がビーム負荷として加速電界の変動に大きく現れると予想される。そこで、その振幅・位相に対する要求安定性を十分に満たすためには、チョップドパルスに対するビーム負荷補償機能がLLRF制御に必要となる。このための機能は既に追加され模擬試験による評価を以前に報告した。今回は初めて実際にビームによるチョップドパルス負荷賞試験を行い、その有効性をはっきりと確認できた。その結果について報告する。

The function of the chopped beam loading compensation was implemented into the digital feedback/feed-forward control system of the J-PARC Linac LLRF system to stabilize the ACS cavity fields for the 400-MeV upgrade. The beam test of the chopped beam loading compensation was performed with the present 324-MHz cavity system. As the result, the chopped beam loading was successfully compensated and that this system is valid.