次世代放射光加速器と電子陽電子衝突型加速器のための超伝導加速空洞の開発研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12440074
• Research Institution: The High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 古屋 貴章 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教授 (70156975)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 光延 信二 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教授 (50100821) ; 絵面 栄二 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (60044749) ; 黒川 眞一 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (90044776) ; 赤井 和憲 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教授 (10184061) ; 福間 均 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教授 (40150007)
• Keywords: Bファクトリー加速器 / 超伝導空洞 / 蓄積電流 / 超伝導破壊 / 高調波減衰器 / ビーム不安定性 / 入力結合器 / 高周波高電力試験装置

Research Abstract

本年度は第1年次であり、主として実験計測の準備を行った。KEK-Bファクトリー加速器は運転2年目を迎え各部の調整が進んだ結果、急速にその性能を向上させつつある。本研究課題である大電流型超伝導空洞が8台設置されているHERリングでは、その蓄積電流値が670mAに達し、超伝導空洞の蓄積電流としては世界最高値を記録している。この空洞の運転状況、高調波減衰器の吸収特性、入力結合器の電力状態等を24時間体制で記録、解析ができるようにデータ収集系を増強した。サンプリング時間が1秒から50マイクロ秒までという広範囲にわたるデータ収集と解析作業の結果からは、超伝導空洞自身は極めて安定な運転を続けているが2ケ月に1回程度の割合で超伝導破壊が生じること、その原因としては空洞内や入力結合器内での放電が有力であること、また真空度に強く依存することなどが判ってきた。高調波減衰器はその吸収特性に差がないだけでなく減衰電力も計算による予想値とほぼ一致しており、これまでの設計製作方法が正しいことが判明した。ただし加速ビームの条件を変えた場合や、ビーム不安定性との関連などの詳細が今後の検討項目として残っている。また各入力結合器に関するデータからは、放電現象のなかには入力電力と真空度、放電抑止のためのバイアス電圧などの共通する条件を満たすものがみられる。これは結合器の個性ではなく、結合器の構造あるいは材質に起因するものであることを示唆する。これらの計測結果をもとに、運転状態の入力電力、反射電力およびその位相関係を実験室でつくり出す高周波高電力試験装置を完成させた。現在はその真空排気中であり、これまでの試験装置に比べて到達真空度も1E-8Torr以下と1桁以上改善されているため、来年度には実際の運転状況に近い条件での詳細な結合器試験ができると期待される。