High-power test of an interdigital H-mode drift tube linac for the J-PARC muon -2 and electric dipole moment experiment

J-PARCミューオン-2および電気双極子モーメント測定実験のための交差櫛形Hモードドリフトチューブリニアックの大電力試験

中沢 雄河*; Cicek, E.*; 二ツ川 健太*; 不破 康裕   ; 林崎 規託*; 飯嶋 徹*; 飯沼 裕美*; 岩田 佳之*; 近藤 恭弘   ; 三部 勉*; 溝端 仁志*; 森下 卓俊  ; 大谷 将士*; 須江 祐貴*; 竹内 佑甫*; 東城 順治*

Nakazawa, Yuga*; Cicek, E.*; Futatsukawa, Kenta*; Fuwa, Yasuhiro; Hayashizaki, Noriyosu*; Iijima, Toru*; Iinuma, Hiromi*; Iwata, Yoshiyuki*; Kondo, Yasuhiro; Mibe, Tsutomu*; Mizobata, Satoshi*; Morishita, Takatoshi; Otani, Masashi*; Sue, Yuki*; Takeuchi, Yusuke*; Tojo, Junji*

J-PARCにおけるミューオン-2/EDM実験のための324MHz交差櫛形Hモードドリフトチューブリニアック(IH-DTL)試作機の大電力試験を行った。この試作機(short IH)は一体型ドリフトチューブ構造を持つ実機IH-DTLの製作方法を検証するために作られた。40時間のコンディショニング後、88kWの電力を安定に投入できることを確認した。これは設計加速電圧3.0MV/mの10%増しに相当する電力である。さらに、3次元シミュレーションモデルの妥当性を検証するために、熱特性と周波数応答を測定した。この論文では、このIH-DTL試作機の大電力試験の詳細について述べる。

We conducted a high-power test of a prototype cavity of a 324-MHz interdigital H-mode drift tube linac (IH-DTL) for the precise measurement of the muon anomalous magnetic moment (-2) and electric dipole moment (EDM). This prototype cavity (short IH) was developed to verify the fabrication methodology for the IH-DTL cavity with a monolithic drift tube structure. The electromagnetic field distribution was measured and compared with the finite element method simulation results, and the fabrication accuracy of the monolithic drift tube was confirmed to satisfy the requirements. After 40 h of conditioning, the short IH was stably operated with an rf power of 88 kW, which corresponds to a 10% higher accelerating field than the design field (E0) of 3.0 MV/m. In addition, the thermal characteristics and frequency response were measured, verifying that the experimental data were consistent with the three-dimensional model. In this paper, the design, fabrication, and low-power and high-power tests of this IH-DTL for muon acceleration are described.