ハドロン加速器ビーム増強のための誘導加速装置の開発

用于强子加速器束流增强的引导加速器的研制

• 批准号: 14046221
• 负责人: 高山 健
• 金额: $ 4.61万
• 依托单位: The High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14046221/
• 关键词: 誘導加速空洞; 磁性体; Coupling Impedance; DSP; 誘導加速; シンクロトロン; パルスモジュレーター; RPIA2002

平成14年度は誘導加速空洞本体のR&D項目の内以下の課題を解決した。(1)誘導加速空洞用の磁性体の特性試験と、空洞を1MHzで駆動した場合の発熱の除去法のR&DをANSYSを用いた熱解析を行い、それに基づいてR&D2号機空洞を製作し冷却媒体の循環試験等を行った。その結果、絶縁油による強制対流冷却、水による熱交換という冷却方式を確立した。(2)誘導加速空洞のビームとの相互作用の大きさの自安であるCoupling Impedance測定ベンチの構築を行った。将来的にも様々な構造と大きさの加速空洞が製作される予定であるが、これらのCoupling Impedanceの掌握は不可欠であり、ネットワークアナライザーと組み合わせる同軸構造impedance測定器を製作した。(3)平成15年度はKEK12GeV-PSに誘導加速空洞導入する場合の必要な制御系の構築を諮った。全部はまだ完成していない。誘導加速には加速装置を全てデジタル信号で制御するコンセプトが立てられている。誘導電圧生成はビームバンチ信号と閉じこめ用の既存RF信号を合成して加速器コントロール室で作られ、加速器トンネル近傍においた高圧モジュレーターのゲート駆動用の親信号として送られる。DSPを使うた信号生成方法が現在構築中である。数回のMachine Studyの中で実際の加速器機器を運転しながら、伝送信号特性の詳細な情報を得ている。

在2002年，在感应加速腔的研发项目中解决了以下问题。 （1）使用ANSYS进行R＆D的磁性材料的特征性测试，用于感应加速腔和热分析，这是一种在1MHz处驱动腔时消除热量产生的热量的方法，并基于此，制造了R＆D单元2的腔，并进行了冷却介质的循环测试。结果，建立了一种冷却方法，其中使用隔热油和热量与水交换了强制对流冷却。 （2）构建了耦合阻抗测量台，这是诱导加速腔与梁的相互作用幅度的自力更生。将来会产生各种结构和大小的加速腔，但是对这些耦合阻抗的理解至关重要，并且我们创建了与网络分析仪结合使用的同轴阻抗工具。 （3）在2003财年，我们在将诱导加速腔引入KEK12GEV-PS时就需要进行必要的控制系统的构建咨询。一切尚未完成。诱导加速度，概念是使用数字信号控制所有加速器。通过将梁束信号与现有的RF信号相结合以进行限制，在加速器控制室中产生了诱导的电压产生，并作为送入加速器隧道附近高压调节器的栅极驱动的父信号发送。目前正在建造使用DSP的信号生成方法。在几项机器研究中，在操作实际加速器设备时获得了有关传输信号特性的详细信息。

项目成果

K.Takayama, J.Kishiro, M.Sakuda, Y.Shimosaki, M.Wake: "Superbunch Hadron Colliders"Physical Review Letters. 88・14. 144901-144804 (2002)

K.Takayama、J.Kishiro、M.Sakuda、Y.Shimosaki、M.Wake：“超级束强子对撞机”物理评论快报 88・14（2002）。

Makoto Sakuda: "Present and future neutrino oscillation experiments"Proceedings of Recent Progress in Induction Accelerators. (2003)

Makoto Sakuda：“现在和未来的中微子振荡实验”感应加速器最新进展论文集。

Ken Takayama: "Super-bunch hadron Colliders"Proceedings of Recent Progress in Induction Accelerators. (2003)

Ken Takayama：“超束强子对撞机”感应加速器最新进展论文集。

Y.Shimosaki et al.: "Beam-dynamic effects of a droop in an Induction Accelerating Voltage"Phys.Rev.ST - Accel.and Beams. 7. 014201 (2004)

Y.Shimosaki 等人：“感应加速电压下垂的梁动态效应”Phys.Rev.ST - Accel.and Beams。

鳥飼幸太 他: "誘導加速シンクロトロン用1MHz誘導加速空洞の開発"Proceedings of the 14^<th> Symposium on Accelerator Science and Technology. 284 (2003)

Kota Torikai 等人：“用于引导加速同步加速器的 1MHz 引导加速腔的开发”第 14 届加速器科学与技术研讨会论文集 284 (2003)。