High-power test of annular-ring coupled structures for the J-PARC linac energy upgrade

J-PARCリニアックのエネルギー増強のためのACS大電力試験

田村 潤  ; 青 寛幸; 根本 康雄; 浅野 博之*; 鈴木 隆洋*

Tamura, Jun; Ao, Hiroyuki; Nemoto, Yasuo; Asano, Hiroyuki*; Suzuki, Takahiro*

J-PARCリニアックでは、ACS加速空洞を用いることによって、そのエネルギーを181MeVから400MeVまで増強することを計画している。全25台の空洞全てについて大電力試験を行う予定であったが、2011年の東日本大震災により、約2年間大電力試験を中断した。震災復旧後、2台の空洞(M01およびM11)について大電力試験を行い、加速電場で定格の15-20%増しの電力を投入することができた。M01については、約6年前に大電力試験を行っていたため、コンディショニングに要した時間が大幅に短縮された。M11は、電力入力部における結合度調整のための容量性アイリスが設置された空洞であるが、このアイリス部における温度および放電発生頻度の上昇がないことを確認した。残留ガスによるビームロス低減という視点からも、十分低い圧力を達成することができた。ビームコミッショニング前の約一か月間にわたるコンディショニングによって、より安定した運転が可能になると期待できる。

ACSs are going to increase the beam energy of the J-PARC linac from 181 to 400 MeV. The 2011 Tohoku earthquake damaged the J-PARC facilities and the cavity conditioning was interrupted for two years. After the restoration of the facility, the two ACS cavities (M01 and M11) were conditioned. They achieved to 15-20% above the designed accelerating field of 4.2 MV/m. Since M01 was conditioned six years ago, the conditioning time required for M01 was drastically reduced from that for the first time. During the high-power operation for M11, which is an unique cavity equipped with a capacitive iris in a waveguide, no significant increase of the temperature and the discharge rate around the capacitive iris was observed. The vacuum pressure was sufficiently low (410 Pa) even from the view point of beam loss due to residual gas scattering. The more stable operation can be expected through one-month conditioning before beam commissioning.