2022 Fiscal Year Annual Research Report

Beam power upgrade by single-ended rf acceleration cavity

Research Project

Project/Area Number	20H00166
Research Institution	Japan Atomic Energy Agency
Principal Investigator	山本昌亘国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究主幹 (30354749)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	高周波加速 / 陽子シンクロトロン
Outline of Annual Research Achievements	令和3年度までに、シングルエンド方式高周波加速空胴の製作を終え、テストベンチにて大電力試験を行い、所定の設計値である加速電極あたり9kVの電圧を発生できることを確認した。これを基に、令和4年度はシングルエンド方式高周波加速空胴を加速器トンネル内にインストールして、実際にビーム加速試験を行うことで当初の目的である、ビーム強度増大化が可能かどうかの検証を行った。加速器トンネル内の既存の高周波加速空胴と今回開発したシングルエンド方式高周波加速空胴の置き換え作業を行い、真空管を用いた高周波電力増幅器内に周波数帯域及び共振点を調整するためのインダクターを設置して、テストベンチで動作確認を行ったときと同じQ値2.3及び共振点1.7MHzに設定できることを確認した。その後トンネル内において大電力試験を行い、所定の設計値である加速電極あたり9kVの電圧を発生できることを確認した。そして、実際にビーム加速試験を行った。シングルエンド方式高周波加速空胴は2MWまでのビーム加速が可能なように設計されているが、現状の加速器施設で加速可能な最大ビーム強度は1MWであるので、1MWビーム加速時の高周波電源電流値が予想値と合うかどうかで性能が満たされているかどうかを判断した。実際に1MWビームを加速させた結果、シングルエンド方式高周波加速空胴は既存の加速空胴と比べて40%低い高周波電流値で加速できることを測定により確認し、所定の性能が出ていることを検証した。
Research Progress Status	令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和4年度が最終年度であるため、記入しない。