J-PARC RCSペイントバンプ電源の現状報告

Present status of the J-PARC RCS paint bump power supply

植野 智晶; 高柳 智弘   ; 堀野 光喜; 飛田 教光*; 山本 風海   ; 金正 倫計  

Ueno, Tomoaki; Takayanagi, Tomohiro; Horino, Koki; Tobita, Norimitsu*; Yamamoto, Kazami; Kinsho, Michikazu

J-PARCの3-GeVシンクロトン加速器の入射バンプシステムのうち、水平・垂直のペイントバンプ電磁石は、Linacからの入射ビーム(H)とRCSの周回ビーム(H)を合流させ、大強度の陽子ビームを生成する重要な機器の一つである。ペイントバンプ電磁石用の電源は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)スイッチのアセンブリを多段多重の並列回路で構成し、スイッチング周波数648kHzで運転する。そして、出力電圧が定格の1.2kV以下であれば、出力電流の波形パターン形状を定格の1%以下の精度で任意に形成して出力することを実現している。しかし、出力電流値のパルスショットごとの変化(フラツキ)が、1%以上になる場合がある。出力電流値の変動1%は、ビーム軌道の変位量約1mmに相当するため、RCSの所期性能である1MW大強度ビーム運転時には、ビームロス増加の要因となる。そこで、電源の入力パターンである電流・電圧の指令値の生成クロックと、電源を構成するIGBTスイッチ全ての動作クロックを同期化する基板を製作し、ショット毎のフラツキに関する入力パターンのタイミングのズレと同期化の効果について調査試験を行った。本発表では、同期化システムの詳細、試験結果、その他、実機で生じている現在の問題について報告する。

The horizontal and vertical paint bump magnets of the J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex) 3-GeV RCS (Rapid Cycling Synchrotron) realize the uniform beam distribution of the RCS circulating beam by a small injection beam of the emittance form the Linac (Linear Accelerator). The power supply of the horizontal painting magnet has been performed a good accuracy less than 1% deviation to programmed pattern. However, the fluctuation of the output current less than 1% is equivalent to 1 mm displacement of the beam orbit and it increases the beam loss. This paper reports the present status and the result of the fluctuation measures of the painting bump power supply system.