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沢村 勝; 永井 良治; 羽島 良一; 菊澤 信宏; 飯島 北斗; 西谷 智博; 峰原 英介
Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.448 - 450, 2005/07
原研ERL-FEL超伝導加速器のディチューニング特性を計算と測定により求めた。ローレンツ力による空洞周波数変化の計算値は境界条件の違いにより、単セル空洞で31Hzから133Hz、5セル空洞で18Hzから67Hzとなった。ディチューニングの測定値にはピックアップカップラーからの位相信号の時間変化を用いて求めた。この周波数変化にはローレンツ力によるものとヘリウム冷凍機の機械振動によるものが含まれていた。ローレンツ力による周波数変化は計算とほぼ一致した。
大内 伸夫; 赤岡 伸雄*; 浅野 博之*; 千代 悦司; 長谷川 和男; 竹田 修*; 吉川 博; 松岡 雅則*; 大谷 利宏*; 加古 永治*; et al.
Proceedings of 21st International Linear Accelerator Conference, p.488 - 490, 2003/00
原研では、KEKと共同で超伝導陽子リニアックの開発を進めている。空洞性能とパルス運転時の安定な加速電界を実証するために、600MHz超伝導クライオモジュールを製作した。クライオモジュールは
=0.6の超伝導5セル空洞を2台実装しており、運転温度2Kで設計されている。クライオモジュールの低温試験は液体ヘリウム冷却により4Kと2Kで実施し、空洞への熱侵入,負荷Q値,チューニング感度,ヘリウム容器の圧力に対する周波数変化及びローレンツ力デチューニングの測定を行った。測定結果はおおむね設計計算値と良好な一致を示したが、熱侵入量に関しては設計値1.7Wに対して測定値10Wとかなり大きな値を示した。また、ローレンツ力デチューニング量については、1つの空洞は設計値と一致したが、もう一方の空洞は設計値よりも高めの結果となった。また、予備的な横測定として大電力高周波試験を実施し、CW運転で最大表面電界10MV/m、パルス運転で16MV/m(定格電界強度)まで達成した。現在、パルス運転時の安定な加速電界を実証するために、高周波制御系の最適化を行っている。
椋木 健*; 築島 千尋*; 大内 伸夫; 千代 悦司*; 草野 譲一; 水本 元治
KEK Proceedings 99-25, p.38 - 40, 2000/02
原研と高エネルギー加速器研究機構(KEK)は、大強度陽子加速器を核とした、基礎科学研究や原子力工学研究を行うための統合計画を推進している。この一環として原研では超伝導加速空胴の開発を進めている。本報告では、(1)超伝導空胴のローレンツ力による変形、(2)変形に伴う共振周波数の変化、(3)多重セル特有の挙動、(4)RFパルスに対する動的な応答を計算機を用いてシミュレーションし、600MHz5連空胴の増強構造案を提案するとともに、それらの電気的、機械的特性を明らかとする。
千代 悦司*; 築島 千尋*; 大内 伸夫; 椋木 健*; 水本 元治
KEK Proceedings 99-25, p.41 - 44, 2000/02
超伝導空胴の高周波制御系の設計・動作解析を行うために、超伝導空胴のローレンツ力による共振周波数変動の数式モデルを導出した。陽子加速を行う超伝導空胴は、空胴内に高周波電磁場を励振すると電磁応力により壁面が変形し機械的振動を起こす。この振動により空胴共振周波数が変動し、高周波特性も変化する。構造解析コードを用いた解析により、壁面振動は複数の固有振動モードの合成で表現される。また、電磁解析コードより、壁面変位に対する共振周波数の変化量が求められる。共振周波数変動の数式モデルは、数次の固有振動モードからなる方程式で構成され、上記2つの汎用解析コードの出力パラメータを用いて変動を表現する。このモデルにより、超伝導空胴加速器の高周波制御系の伝達・応答特性等の評価が容易となる。報告では、本モデルと汎用コードの結果との再現性を確認し、標題モデルの状態方程式を提示した。
大図 章; 加藤 政明; 丸山 庸一郎
Optics & Laser Technology, 31(7), p.505 - 509, 1999/10
パルス縦放電型銅蒸気レーザーに内部ガス循環を適用した。レーザー管内のガス循環は、J
Bのローレンツ力により引き起こされる。これにより、放電によって高温に熱せられたレーザー媒質を管内で循環させ出力を上昇させることができた。磁場強度150ガウス程度で23%のレーザー出力の増加が観測された。この結果は、ガス循環によるレーザー媒質中の準安定状態にある多量の銅原子の失活を促進させた効果によるものであることがわかった。
千代 悦司*; 高戸 浩史*; 戸内 豊*; 草野 譲一; 水本 元治
Proceedings of 23rd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.243 - 245, 1998/00
原研、中性子科学研究用加速器の高周波源について発表を行う。本発表では、超伝導リニアックの高周波源について検討し、空胴RF励振方法やローレンツ力の影響を評価する。また、増幅管をクライストロンやIOTで構築したときのシステム検討を報告する。RF励振方法では、パルス励振と連続励振とを比較し、その励振方法によるローレンツ力に対する空胴デチューンの対応方法の違いを評価し、空胴励振のタイムパターンを示した。ローレンツ力の影響の評価では、空胴共振周波数の変化に対するRF電力の増加量及び空胴電圧の変化、電場立ち上がり特性を評価した。システム検討では、実在するクライストロンをモデルにしてRF源の供給電力及び効率を計算した。またIOTを増幅管とするときの特長及び問題点を示した。最後に、RF励振方法と増幅管種の組み合わせについて所見を記述した。