分割同軸型高周波四重極線型加速器の加速試験

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01840004
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 新井 重昭 東京大学, 原子核研究所, 助教授 (90013424)
• 研究分担者: 東條 栄喜 東京大学, 原子核研究所, 教務職員 (10092280) ; 森本 照久 東京大学, 原子核研究所, 助手 (20174451) ; 徳田 登 東京大学, 原子核研究所, 助手 (60134649)
• キーワード: 高周波四重極線型加速器 / 分割同軸型 / 加速空胴 / 高周波コンディショニング / ル-プ結合器 / マルチパクタリング / 放電限界 / ビ-ムの伝送効率

研究概要

加速空胴の低電力試験に於て、4つの加速電極間に発生する電場(四重極電場)の対称性とビ-ム軸上に発生する電場の強さが摂動法を使って測定された。高周波四重極線型加速器ではこの電場の対称性は非常に重要であるが、測定の結果は対称性のずれが±0.6%以内という良い結果を示した。更に、ビ-ム軸上の電場分布の測定結果の解析から、ほぼ設計通りの電場分布が実現されている事が分った。周波数周整用にはピストン型の同調器を採用したが、予期した通りの性能を示した。低電力試験の後、最高出力100kW、最高デュ-ティ-10%の高周波増幅器を使って高電力試験を行った。その結果、実効時間(運転時間×デュ-ティ-)で150分の高周波コンディショニングで、荷電質量数比1/30のイオンを加速する為に必要な電極間電圧110kVを達成した。高電力高周波を加速空胴に供給する為に高周波結合器としてル-プ結合器を使用し、設計通りに電源と空胴との間の整合を取ることができた。高周波コンディショニングを通じて、マルチパクタリングレベルや、放電限界の測定も行われた。現在までに、デュ-ティ-4%までの運転を実現した。ビ-ム加速試験の為のテストスタンドの組立て(真空配管、静電レンズ、ビ-ムモニタ-、エネルギ-分析系、収束磁石等を含む)と並行して、荷電質量数比が1/28であるチッソ分子イオン源の製作が行われ、2860MHzの小型ECRによって、1keV/uのビ-ムを安定に引き出すことに成功した。テストスタンドでは数多くの電源、真空ポンプ、モニタ-等を制御しなければならないが、それらの制御系を完成し、1991年1月22日、チッソ分子イオンを1keV/uから45.4keV/uまで加速する事に成功した。現在、加速器の性能を示す諸量(エネルギ-、スペクトル、ビ-ムの伝送効率等)の精密測定の準備を進めている。

研究成果

• [文献書誌] N.Tokuda,S.Arai,T.Fukushima,T.Morimoto,and E.Tojyo: "ACCELERATION PERFORMANCE OF A 50ーMHZ SPLIT COAXIAL RFQ AND THE DESIGN OF A 25.5ーMHZ PROTOTYPE" Proceedings of the 1989 Particle Accelerator Conference,Chicago,Illinois,20ー23 March 1989.
• [文献書誌] S.Arai,A.Imanishi,T.Morimoto,S.Shibuya,E.Tojyo and N.Tokuda: "Design Study of a 25.5ーMHz Split Coaxial RFQ" Proceedings of the 14th International Conference on HighーEnergy Accelerators,Tsukuba,Japan,August 22ー26,1989.
• [文献書誌] N.Tokuda,S.Arai,A.Imanishi,T.Morimoto,S.Shibuya,and E.Tojyo: "Structure and RF Characteristics of the INS 25.5ーMHz Split Coaxial RFQ" Proceedings of 7th Symposium on Accelerator Science and Technology,Osaka University,Ibaraki,Osaka,Japan,December 12ー14,1989.
• [文献書誌] Shigeaki Arai: "DEVELOPMENT OF A SPLIT COAXIAL RFQ FOR THE JHP HEVY ION LINAC" Proceedings of the 18th INS International Symposium on Physics with HighーIntensity Hadron Accelerators,Tokyo,March 14ー16,1990.
• [文献書誌] S.Arai,A.Imanishi,T.Morimoto,S.Shibuya,E.TOjyo,and N.Tokuda: "DEVELOPMENT OF AN RFQ LINAC FOR UNSTABLE NUCLEI" Proceedings of the 13th Symposium on Ion Sources and Ion Assisted Technology,Tokyo,June 4ー6,1990.
• [文献書誌] S.Shibuya,S.Arai,A.Imanishi,T.Morimoto,E.Tojyo,and N.Tokuda: "RF Tests on the INS 25.5ーMHz Split Coaxial RFQ" Proceedings of the 1990 Linear Accelerator Conferene,Albuquerque,NM,USA,September,10ー14,1990.
• [文献書誌] S.Arai,A.Imanishi,T.Morimoto,S.Shibuya,E.Tojyo and N.Tokuda: "A Split Coaxial RFQ for an ISOL PostーAccelerator" Proceedings of the fourth ChinaーJapan Joint Symposium on Sccelerators for Nuclear Science and Their Applications,Beijin,China,October 15ー17,1990.
• [文献書誌] N.Tokuda,S.Arai,A.Imanishi,T.Morimoto.and E.Tojyo: "Progress Report on the INS 25.5ーMHz Split Coaxial RFQ" Proceedings of the International Symposium on Heavy Ion Inertial Fusion,Monterey,CA,U.S.A.,December 3ー6,1990.