2013 Fiscal Year Annual Research Report
超伝導空洞精密位置測定装置を用いた大電流ＥＲＬビーム不安定性の基礎研究
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23740221
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
阪井 寛志 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, 准教授 (50345229)
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| Keywords | 超伝導空洞 / エネルギー回収ライナック / CWライナック / 加速器 / ビーム制御 / 超精密測定 / 耐放射線 / モニター |
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| Research Abstract |
本年度は、昨年度２Ｋ冷却中の空洞位置測定に成功した本位置測定装置を用いて、KEKにあるERL試験加速器にて初のエネルギー回収下でのビーム運転を行った。ビーム運転に向けた改良点は、「ファイバー系の改良」、「２軸化から４軸化」の２点である。
昨年度は参照面と測定対象を独立のファイバーで光を分配し、干渉縞を測定していたが、ファイバーの温度変動の影響を抑えるため、ファイバー長を3mと短く抑え、空洞共々、温度が±0.5℃で安定な加速器室内環境下に測定系を置き、冷却中の変位測定を行うことで、±10μmの精度を実現していた。但し、空洞パワー試験時には放射線の影響が大きく、測定不可能であった。１つ目の改良として、光路差の温度変動の影響を無くすため、測定対象用ファイバー光路内に参照面を同時に設けた。結果、100mのファイバー長にて、25±5℃の温度環境下、40時間以上で±3μm以下の超高安定位置測定を実現した。
また、２つ目の改良として、空洞１か所の水平、垂直方向（２軸）の測定から空洞前後の２か所の垂直、水平方向（４軸）に測定点を増やし、ビームに対し、2K冷却中のモジュールの位置と角度両情報の測定を可能とした。
上記改良後、PCなど測定機器は加速器室外で制御可能となり、2K冷却後のビーム運転が始まってから２か月の長期に渡り、ビーム運転中の空洞変位を詳細にモニターすることが可能であった。特に、2K冷却後は昨年度の変位を再現。運転中も放射線の影響なく、長期的に±10μmで空洞の安定性を確認すると同時に、ビームに対しても、空洞設置要求値である1mm以内での設置を確認した。位置情報は、他ビームモニターと合わせ、データベース化され、空洞位置の詳細測定のもと、ビーム調整がスムーズに行われ、空洞位置によるビーム不安定性も見られず、最終的に、国内初の6μA以上のCWビームで20MeVのエネルギー回収を実現した。
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[Journal Article] Precise Measurement of Superconducting Cavity Movement in Cryomodule by the Position Monitor using White Light Interferometer2014
Author(s)
Hiroshi Sakai, Tomohiro Aoto, Kazuhiro Enami, Takaaki Furuya, Masato Sato, Kenji Shinoe, Kensei Umemori, Masaru Sawamura, Enrico Cenni, Kyohei Hayashi, Tsutomu Kanzaki
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Journal Title
Proceedings of 16th International Conference on RF Superconductivity 2013 (SRF2013)
Volume: Vol.1
Pages: p288-p293
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[Presentation] Precise Measurement of Superconducting Cavity Movement in Cryomodule by the Position Monitor using White Light Interferometer2013
Author(s)
Hiroshi Sakai, Tomohiro Aoto, Kazuhiro Enami, Takaaki Furuya, Masato Sato, Kenji Shinoe, Kensei Umemori, Masaru Sawamura, Enrico Cenni, Kyohei Hayashi, Tsutomu Kanzaki
Organizer
16th International Conference on RF Superconductivity 2013 (SRF2013)
Place of Presentation
Paris, France
Year and Date
20130923-20130927
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[Presentation] High Power CW Tests of cERL Main-LINAC Cryomodule2013
Author(s)
Hiroshi Sakai, Kazuhiro Enami, Takaaki Furuya, Masato Sato, Kenji Shinoe, Kensei Umemori, Masaru Sawamura, Enrico Cenni
Organizer
16th International Conference on RF Superconductivity 2013 (SRF2013)
Place of Presentation
Paris, France
Year and Date
20130923-20130927
Invited
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[Presentation] cERL主空洞の機械的振動測定2013
Author(s)
佐藤昌史, 梅森健成, 江波和宏, 阪井寛志, 沢村勝, 篠江憲治, 古屋貴章, Enrico Cenni
Organizer
第10回日本加速器学会年会
Place of Presentation
名古屋、愛知
Year and Date
20130803-20130805
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[Presentation] ERL主加速部超伝導空洞の開発2013
Author(s)
梅森健成, 江波和宏, 阪井寛志, 佐藤昌史, 沢村勝, 篠江憲治, 古屋貴章, Enrico Cenni
Organizer
第10回日本加速器学会年会
Place of Presentation
名古屋、愛知
Year and Date
20130803-20130805
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