Latest developments and strategies to compensate for cavity failure in superconducting linacs

超電導ライナックの空洞故障を補償するための最新の開発と戦略

Plaais, A.*; Bouly, F.*; Yee-Rendon, B. 

Plaais, A.*; Bouly, F.*; Yee-Rendon, B.

高出力ハドロン加速器、特に加速器駆動ハイブリッド原子炉(ADS)において、信頼性は重要な問題となる。例として、日本原子力研究開発機構で検討を進めている加速器駆動システム(JAEA-ADS)は、5分を超えるビーム中断を年間42回以下に抑える必要がある。多くの故障は、加速空洞またはそれに関連するシステム損失により引き起こされるため、加速器の一部を再調整することで瞬時に補正し運転を継続する方法が検討されている。しかし、数秒以内に故障を補正する設定を見出すのは困難となるため、我々は、故障シナリオのデータベースを事前に作成できるツールとなるLightWinを開発した。本研究では、さまざまな故障補償戦略と、MYRRHAとJAEA-ADSの超伝導リニアックにおけるLightWinの検証研究を紹介する。また、LightWinの汎用性と効率に関する最新の進捗状況、および低エネルギーと高ビーム電流におけるLightWinの補正についても説明する。

Reliability is a critical issue in high-power hadron accelerators, especially accelerator-driven hybrid reactors (ADS). As an example, the Japan Atomic Energy Agency-ADS (JAEA-ADS) ADS must have no more than 42 beam interruptions of more than 5 minutes per year. A significant number of failures are caused by acceleration cavities or associated system losses. These can be corrected by realigning the surrounding cavity or part of the accelerator. However, it is difficult to find a setting that compensates for failures within seconds. That's why we developed LightWin, a tool that allows you to pre-create a database of failure scenarios associated with specific linac configurations. This study presents various fault compensation strategies and his LightWin validation studies performed on superconducting linacs at MYRRHA and JAEA-ADS. We also discuss LightWin's versatility and efficiency, as well as the latest advances in low energy and high beam current compensation.