J-PARCリニアッククライストロンパービアンス&ゲインモニタの開発状況

Development of klystron perveance and gain monitor in J-PARC Linac

堀 利彦*; 篠崎 信一 ; 佐藤 福克; 溝端 仁志; 福井 佑治*; 二ツ川 健太*

Hori, Toshihiko*; Shinozaki, Shinichi; Sato, Yoshikatsu; Mizobata, Satoshi; Fukui, Yuji*; Futatsukawa, Kenta*

本研究会において、324MHzクライストロン電子銃部の変調アノード電位の放電に起因する高圧電源停止頻度を改善した報告を過去3年間行った。放電は25Hz、0.7ms変調パルス以外の充電時間帯に生じており、変調アノードの耐圧劣化が主原因のクライストロン交換数は4本となった。2015年11月以降は、クライストロン印加電圧を従来の23kV低い値での運転を始め、放電回数の増減を継続して調査している。印加電圧を下がったデメリットとして、利用運転時におけるクライストロンパワーのマージンの低下並びに高電流ビーム加速(~50mA)時には印加電圧を再設定し直すことなどが考えられ、各クライストロンの現在の動作点(入出力曲線の肩特性に対するマージンなど)を正確に把握する必要があった。そこで2016年より、クライストロンのカソード電圧、電流から算出されるパービアンス値並びに3種類の加速ビーム幅、ビームローディングの有無に対応したクライストロンゲイン値を測定するためのクライストロン特性用モニタを開発中である。本発表では、パービアンス&ゲインモニタの概要、初号機の試験結果など詳細を報告する。

The triode klystrons with a modulating anode have been used for the J-PARC linac. Recently, we exchanged four klystrons due to the frequent discharge at a modulating anode in the klystron tube. In order to understand the discharge mechanism and to estimate the time to replace the klystron, we need to monitor the long term performance of the klystron such as the degradation of a cathode emission current and the RF gain of the klystron tube and so on. Therefore, we started to develop the klystron perveance and gain monitor module (NIM Standard one). In this paper, we will present the design concept of the monitor module, and the first performance test result using the module prototype.