2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of normal conducting harmonic cavity for diffraction-limited light source
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17K05131
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
山本 尚人 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (60377918)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ビーム物理 / 高周波空洞 / 減衰型空洞 / 放射光源リング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに行った有限要素法を用いた電磁界シミュレーション(CST MWSTUDIO)の結果をもとに、等倍モデル空洞の製作図面の作成を行った。製作図面の作成においては電磁界シミュレーション結果により予測された空洞性能を十分に再現できるような切削精度の指定、組立・分割・接合方式などを慎重に検討した。また、電磁界シミュレーション結果を評価するための、モニタ用アンテナポートも追加した。モニタ用アンテナは本来の空洞性能に与える影響を最小化するように設計した。
さらにモデル空洞の設計の際には、大電力高周波の励振による内面温度上昇・真空下で使用した場合の大気圧による変形等も有限要素法（ANSYS）を用いた熱構造解析コードを用いて評価し、実際に加速器にインストールして使用する大電力モデルを意識した構造とした。
モデル空洞の製作においては、実際に機械工作及び組立を行うことで、実機製作に向けた注意点や困難となる点を洗い出すことができた。これら知見はシミュレーション等の計算だけでは得ることのできない重要なものであり、モデル空洞製作の重要性を改めて認識した。
以上の過程を得て、今年度はモデル空洞一式の製作を完了して、本研究の鍵となる1.5GHz-TM020高調波空洞が実現可能であることが確かめられた。また、モデル空洞を用いることで既に基本的な性能は確認済みであるが、今後、空洞を運転する際に問題となる加速モードの性能劣化や寄生モードの減衰について、より詳細に測定・解析を進める予定である。
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