High power tests of KEK-ERL input coupler for main linac under liquid nitrogen condition

液体窒素温度での主加速器用入力カップラーの大電力試験

阪井 寛志*; 古屋 貴章*; 中村 典雄*; 梅森 健成*; 篠江 憲治*; 沢村 勝; Cenni, E.*

Sakai, Hiroshi*; Furuya, Takaaki*; Nakamura, Norio*; Umemori, Kensei*; Shinoe, Kenji*; Sawamura, Masaru; Cenni, E.*

ERL主加速器のための入力カップラーの試作機を製作し、大出力試験を行った。この入力カップラーは2つのセラミック窓を持っている。大電力試験ではコールド窓と呼ばれる超伝導加速器側の窓は液体窒素で冷却される。大出力試験ではマルチパクターにより10kWだった電力も、8時間のパルスプロセッシングにより定在波モードで25kWまで通すことができた。20kWでは16時間キープすることができ、温度はベローズ部分で最大120Kの上昇があったが、ERL運転に際して問題となる温度上昇は見られなかった。大電力試験後コールド窓に対して室温と液体窒素温度の冷却サイクル試験を行ったが、真空漏れや割れは起こらなかった。これらの結果から入力カップラーに対する熱及び高周波性能を満たすことを確認した。

We fabricated the prototype of an input coupler with two ceramic windows for ERL main linac and performed the high power test. In high power test, the one cold window was installed into the vacuum insulating chamber and cooled by liquid nitrogen. First, the multipacting limited the power level to 10 kW. The pulse processing method for 8 hours enabled the final power level to 25 kW with standing wave condition. We could also keep 20 kW power feeding into the coupler for 16 hours. The maximum measured temperature rises under feeding the 20 kW power to coupler were 120 K near the bellows parts and these are not so severe values to operate ERL main linac. The thermal cycle test of cold window of coupler was done. After 10-times thermal cycle tests between the room temperature and liquid nitrogen temperature, no leaks or cracks were observed. From these results of high power test, this prototype coupler satisfies our thermal and RF requirements.