Cavity compensation studies in the JAEA-ADS superconducting linac using LightWin

LightWinを用いたJAEA-ADS超伝導線形加速器の空洞補償研究

Yee-Rendon, B. ; 近藤 恭弘   ; 田村 潤  ; 明午 伸一郎   ; 前川 藤夫  ; Plaais, A.*; Bouly, F.*

Yee-Rendon, B.; Kondo, Yasuhiro; Tamura, Jun; Meigo, Shinichiro; Maekawa, Fujio; Plaais, A.*; Bouly, F.*

加速器駆動システム(ADS)などの大強度加速器には、高い可用性と信頼性が求められる。高い可用性の達成には、高周波空洞の1つが故障した場合でも、空洞補償により運転を継続できる能力が重要な鍵となる。JAEA-ADS線形加速器のビームダイナミクス研究では、複数の高周波空洞が故障した場合でも、許容なビーム品質を維持した状態で運転が継続できることが示されている。海外の他の超伝導線形加速器でも同様の方法を採用し、独自の手順を開発している。LightWinツールは、線形加速器における空洞故障ごとの補償設定を自動的かつ体系的に特定する効果的なツールとなり、SPIRAL2の運転を容易にするためにテストと改良が進められている。本ソフトウェアは、MINERVAの線形加速器だけでなく、JAEA-ADS線形加速器の高エネルギー加速部でも効果的となることが示された。本研究では、LightWinを用いてJAEA-ADS超伝導線形加速器における空洞補償を解析し、過去の研究結果との比較により、その有効性を議論する。

High-intensity accelerators, particularly Accelerator-Driven Systems (ADS), require high availability and reliability for proper operation. For superconducting linear accelerators, the ability to continue operating even when one of the RF cavities fails is key to achieving the required availability, known as cavity compensation. Beam dynamics studies of the JAEA-ADS linear accelerator have demonstrated the possibility of operating with multiple RF cavities disabled with acceptable beam quality. Several other superconducting linear accelerator laboratories have adopted similar methods and developed their procedures. Among these efforts, the LightWin tool has proven to be an effective tool for automatically and systematically identifying compensation settings for each cavity failure in any linear accelerator. This software has been successfully utilized on the MINERVA linac, as well as on the high-energy part of the JAEA-ADS linac. It has currently been tested and improved to ease SPIRAL2 operation. This work presents an analysis of cavity compensation in the JAEA-ADS superconducting linear accelerator using the LightWin tool and compares the results with previous studies.