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Multiharmonic RF feedforward system for compensation of beam loading and periodic transient effects in magnetic-alloy cavities of a proton synchrotron

陽子シンクロトロンの金属磁性体空胴でのビームローディング及び周期的過渡効果の補償のためのマルチハーモニックRFフィードフォワードシステム

田村 文彦 ; 大森 千広*; 山本 昌亘; 吉井 正人*; Schnase, A.*; 野村 昌弘; 戸田 信*; 島田 太平; 長谷川 豪志*; 原 圭吾*

Tamura, Fumihiko; Omori, Chihiro*; Yamamoto, Masanobu; Yoshii, Masahito*; Schnase, A.*; Nomura, Masahiro; Toda, Makoto*; Shimada, Taihei; Hasegawa, Katsushi*; Hara, Keigo*

ビームローディング補償はJ-PARC MRでの大強度陽子加速において重要である。高電圧加速実現のため、Q=22の金属磁性体空胴が使用されている。空胴は単一ハーモニックで駆動されているが、空胴帯域には隣のハーモニクスも含まれるため、ウェーク電圧はこれら3つのハーモニック成分を持つ。これらの補償のために、RFフィードフォワード法を採用した。フルデジタルのマルチハーモニックフィードフォワードシステムを開発し、大強度ビームを用いて調整を行った。調整の結果、縦方向振動が減少し、大強度運転が可能になった。

Beam loading compensation is a key for acceleration of a high intensity proton beam in the MR of J-PARC. Magnetic alloy loaded rf cavities with a Q value of 22 are used to achieve high accelerating voltages. The cavity is driven by a single harmonic (h = 9) rf signal while the cavity frequency response also covers the neighbor harmonics (h = 8, 10). Therefore the wake voltage induced by the high intensity beam consists of the three harmonics, h = 8, 9, 10. We employ the rf feedforward method to compensate the beam loading ofthese three harmonics (h = 8, 9, 10). The full-digital multiharmonic feedforward system was developed for the MR. The commissioning of the feedforward system has been performed by using high intensity beams with 1.0$$times$$10$$^{14}$$ protons per pulse. The longitudinal oscillations due to the beam loading are reduced. By the beam loading compensation, stable high power beam operation is achieved.

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パーセンタイル:65.06

分野:Physics, Nuclear

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