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キッカー電磁石に組込まれたフェライトのin situでの脱ガス処理

Development of an in-situ bake-out method for outgassing reduction of kicker ferrite cores

神谷 潤一郎  ; 荻原 徳男; 西川 雅章; 引地 裕輔; 柳橋 亨; 菅沼 和明 

Kamiya, Junichiro; Ogiwara, Norio; Nishikawa, Masaaki; Hikichi, Yusuke; Yanagibashi, Toru; Suganuma, Kazuaki

真空容器中の大型構造物を脱ガスする際は、大気側に設置した熱源で真空容器を昇温しその輻射や伝導で構造物を昇温することは一般的に行われる手法である。しかしこの手法には膨大な容量の熱源が必要となる。また、容器の熱のびがあるため使用できる環境が制限される。真空容器を加熱することなく内部の構造物だけを昇温する手法こそが、省エネルギーで最も効率が良い手法といえる。そのためには、熱源を真空容器内部に持ち込み、熱源と真空容器の間を断熱し、構造物への輻射の熱流量を真空容器への熱流量よりも大きくすればよい。加速器においても真空容器内の構造物のみを脱ガスしたいという要求は多々ある。われわれは前述の手法をJ-PARC 3GeVシンクロトロンビーム出射用キッカー電磁石プロトタイプの脱ガスに適用した。電磁石のコアであるフェライトは多孔質な材料であり、気孔に水が吸着し続ける。そのためキッカー電磁石の放出ガスの主成分は水である。このフェライトをin situで水が脱離する温度まで昇温することが重要となる。そこで熱源を真空中に持ち込む手法をキッカー電磁石の脱ガスに適用し、検証実験を行ったので報告する。

It is usually difficult to reduce outgassing of a large structure inside a vacuum chamber by baking the whole chamber, which causes the large extension of the chamber and needs a lot of heater power. The solution is to rise the temperature of structure object without heating the vacuum chamber. This means to install heat source inside the chamber and increase the heat quantity to the object by inserting the heat shield between the object and the chamber. In the particle accelerator field, there are a lot of such requirements for reducing outgassing of structures inside vacuum chambers. One example is a kicker magnet, which is installed in a vacuum chamber and consists mainly of ferrite cores and aluminum electric plates. We applied the above method to the outgassing reduction of the kicker. In this article, we show outline of this in-situ bake-out method, the effects of the heat shield on the heat quantity and the result of the outgassing reduction.

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