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Commissioning of the next-generation LLRF control system for the Rapid Cycling Synchrotron of the Japan Proton Accelerator Research Complex

J-PARC速い繰り返しのシンクロトロンのための次世代低電力高周波制御システムの調整

田村 文彦  ; 杉山 泰之*; 吉井 正人*; 山本 昌亘; 沖田 英史; 大森 千広*; 野村 昌弘; 島田 太平; 長谷川 豪志*; 原 圭吾*; 古澤 将司*

Tamura, Fumihiko; Sugiyama, Yasuyuki*; Yoshii, Masahito*; Yamamoto, Masanobu; Okita, Hidefumi; Omori, Chihiro*; Nomura, Masahiro; Shimada, Taihei; Hasegawa, Katsushi*; Hara, Keigo*; Furusawa, Masashi*

低電力高周波(LLRF)制御システムは大強度陽子ビームの加速のために重要である。J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)のLLRF制御システムは、運転開始から10年以上大きな問題なく運転されてきたが、モジュールを構成するデジタル部品の陳腐化によって今後の維持は困難となった。このため、次世代LLRF制御システムを開発した。新システムの全てのLLRF機能について動作試験を行った。この論文では、特に重要な機能であるビーム進行方向の振動を抑制するRFの位相フィードバック、複数の周波数のRF電圧を同時に制御するベクトルRF電圧フィードバックの調整について、詳細な調整手法、調整結果について報告を行う。次世代LLRF制御システムにより、設計ビーム出力である1MW相当の強度のビームを従来機より安定に加速できるようになった。

The low level rf (LLRF) control system has key roles for the stable acceleration of the high intensity beam. The original LLRF control system for the RCS of J-PARC has been working nicely without major issues for more than ten years since the operation of the RCS started in 2007. Due to the obsolescence of the key digital devices, it is difficult to maintain the original system for a longer period, therefore we developed the next-generation LLRF control system. All of the LLRF functions of the new system were tested and commissioned. In this article, we describe the commissioning of two key functions, the phase feedback and the multiharmonic vector rf voltage control feedback for twelve cavities. The commissioning methodologies and beam test results are presented. The stable acceleration of the high intensity beam at the design intensity of $$8.3times 10^{13}$$ ppp is achieved. The next-generation LLRF control system has been successfully deployed and commissioned.

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