ミューオン線形加速器APF方式IH-DTLプロトタイプ用入力RFカップラーの開発

Development of RF input coupler for Inter-digital H-mode drift-tube linac prototype with alternative phase focusing in muon linac

中沢 雄河*; 飯沼 裕美*; 岩下 芳久*; 岩田 佳之*; 大谷 将士*; 河村 成肇*; 北村 遼   ; 近藤 恭弘   ; 齊藤 直人; 須江 祐貴*; 長谷川 和男; 林崎 規託*; 三部 勉*; 森下 卓俊  ; 安田 浩昌*; 山崎 高幸*; 吉田 光宏*; 四塚 麻衣*; Cicek, E.*

Nakazawa, Yuga*; Iinuma, Hiromi*; Iwashita, Yoshihisa*; Iwata, Yoshiyuki*; Otani, Masashi*; Kawamura, Naritoshi*; Kitamura, Ryo; Kondo, Yasuhiro; Saito, Naohito; Sue, Yuki*; Hasegawa, Kazuo; Hayashizaki, Noriyosu*; Mibe, Tsutomu*; Morishita, Takatoshi; Yasuda, Hiromasa*; Yamazaki, Takayuki*; Yoshida, Mitsuhiro*; Yotsuzuka, Mai*; Cicek, E.*

J-PARCミューオンg-2/EDM精密測定実験を実現するためのミューオン線形加速器の1つであるAPF方式IH-DTLのプロトタイプでは、ミューオンを=0.08から0.15まで加速するために運転周波数324MHzが採用された。加速性能を満たすためには60kWの高周波電力を投入する必要がある。ビーム電流はほぼゼロかつデューティーが0.25%と低いことから、構造を単純化するために一台のRF入力カップラーを介して電力を投入する。カップラーは同軸導波管をベースに設計し、空洞との整合にはループアンテナを用いる。ループアンテナを空洞に挿入した場合、インピーダンス不整合や空洞内の電磁場歪みにより、加速性能が低下する恐れがある。電磁場歪みを抑制するためにループアンテナの挿入量を必要最低限にしつつ、空洞との電力反射が最小(VSWR(電圧定在波比)1)となるようにループアンテナを最適化する必要がある。我々はループを最適化するためのテストカップラーを用いた低電力試験を行うことで、VSWR=1.01かつ電磁場歪みを7%以内に抑制するループ形状を確認した。本発表では、テストカップラーによるループアンテナの最適化の結果を報告すると共に、実機カップラー開発に向けた高周波窓の設計について述べる。

An inter-digital H-mode drift-tube linac (IH-DTL) is developed in a muon linac at the J-PARC E34 experiment. IH-DTL will accelerate muons from 0.34 MeV to 4.5 MeV at a drive frequency of 324 MHz. Since IH-DTL adopts an APF method, with which the beam is focused in the transverse direction using the rf field only, the proper beam matching of the phase-space distribution is required before the injection into the IH-DTL. Thus, an IH-DTL prototype was fabricated to evaluate the performance of the cavity and beam transmission. As a preparation of the high-power test, tuners and coupler are designed and fabricated. In the low power measurement, we decided the loop structure with witch the VSWR = 1.01 and field distortion of within 7%. In this paper, the development of the tuner and the coupler and the result of the low-power measurement will be presented.