線形誘導加速器のための双極性パルス電源システム基礎研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450109
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 堀田 栄喜 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (70114890)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 沖野 晃俊 東京工業大学, 工学部, 助手 (60262276)
• Keywords: 線形誘導加速器 / 双極性パルス電源 / レーザトリガ / 真空スイッチ / ガスギャップスイッチ / 並列スイッチ

Research Abstract

本研究は外部入射型双極性パルス電源を実用化するための基礎研究を目的とし,双極性パルス電源および加速空洞の各部の構造が出力波形(加速電圧波形)に与える影響を計算機シミュレーションで調べ,この結果に基づいて加速空洞を試作し,模擬負荷(抵抗とダイオードの直列接続)を用いて出力試験を行うことにより,双極性パルス電源を用いた線形誘導加速器システムの原理を確認するとともに,双極性パルス電源の実用化のための基礎資料を得ようとするものである。特に,理想的な双極性パルス出力を得るためには,電源には低インダクタンスのスイッチを用いる必要があり,始動時間が短く,ジッターが少ないため並列動作が容易なレーザートリガスイッチの試験を行い,その基本特性を求めることを目的としている。
レーザートリガには小型QスイッチNd:YAGレーザーの基本波(波長1064nm,最大エネルギー650mJ,パルス幅5-7ns)および三倍高調波を用い,真空および空気あるいは六フッ化硫黄を充填したギャップスイッチの特性を比較検討した。レーザー光は,集光しない場合,対向電極表面に集光した場合とギャップ間に集光した場合を比較した。その結果,供試ギャップ長が短いため,ギャップ間に集光しても,対向電極に集光しても,特性に大差がないことがわかった。
また,試作した双空洞型の加速空洞を用い,さらに,LC反転型の電源によりパルス充電することにより,模擬負荷において40kVの加速電圧出力を得ることができた。

Research Products

• [Publications] 小澤正啓,大村純史,他: "線形誘導加速器用双極性パルス電源システム" 第2回核融合エネルギー連合講演会. 102-102 (1998)
• [Publications] J.Ohmura,M.Ozawa,et al.: "Bidirectional Pulse Generator System for Linear Induction Accelerator" 12th International Conference on High-Power Particle Beams. (1998)
• [Publications] 小澤正啓,大村純史,他: "線形誘導加速器用双極性パルス電源のためのレーザートリガスイッチの検討" 電気学会放電研究会資料. EP-98-54. 37-42 (1998)
• [Publications] A.Okino,J.Ohmura,et al.: "Bidirectional Pulse Generator with Laser Triggered Switch for Linear Induction Accelerator" 25th IEEE International Conference on Plasma Science. 252-252 (1998)
• [Publications] 小澤正啓,沖野晃俊,堀田栄喜: "線形誘導加速器用双極性パルス電源のためのレーザトリガスイッチの基礎特性" 平成11年電気学会全国大会. (予定). (1999)
• [Publications] M.Ozawa,A.Okino,et al.: "Bidirectional Line Pulser System for Linear Induction Accelerators" 12th IEEE International Pulsed Power Conference. (1999)