VSWR adjustment for ACS cavity in J-PARC linac

J-PARCリニアックにおける環結合型空洞のVSWR調整

田村 潤  ; 近藤 恭弘   ; 森下 卓俊  ; 内藤 富士雄*; 大谷 将士*; 根本 康雄*

Tamura, Jun; Kondo, Yasuhiro; Morishita, Takatoshi; Naito, Fujio*; Otani, Masashi*; Nemoto, Yasuo*

J-PARCリニアックでは、環結合型(ACS)空洞によって負水素イオンビームを190MeVから400MeVまで加速している。そのACS空洞の中で最後段の加速空洞であるACS21空洞は、他の空洞に比べて大きなVSWR(空洞反射率)を持っている。この空洞反射率を目標値まで下げるために、専用の容量性アイリスを備えた矩形導波管を設計・製作した。2018年の夏期メンテナンス期間を利用し、製作した専用の矩形導波管をACS21空洞に設置した。これにより、ACS21加速空洞の反射率を目標値まで低減し、設計加速ビーム電流値である50mA加速時に極めて反射率の小さい運転を実現できるようになった。

In the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) linac, negative hydrogen beams are accelerated from 190 MeV to 400 MeV by Annular-ring Coupled Structure (ACS) cavities. The RF input coupler of the ACS21 cavity, which is the twenty-first (the last) accelerating cavity in the order of beam acceleration, had a comparatively larger Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) value than the other ACS cavities. Therefore, we designed and manufactured a rectangular waveguide which has a capacitive iris to adjust the coupling factor of the ACS21 cavity. By making use of the summer maintenance period in 2018, we installed the newly manufactured waveguide to the cavity. Consequently, the VSWR of the ACS21 was successfully decreased to the target value which leads to the critical coupling under the nominal accelerating condition with 50-mA peak beam current.