大電流マルチバンチ電子ビームのためのS-Band加速管の開発

高电流多束电子束S波段加速管的研制

• 批准号: 13740170
• 负责人: 栗木 雅夫
• 金额: $ 1.34万
• 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 Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13740170/
• 关键词: 加速管; 大電流ビーム; S-band; detune法; ウエーク場; プロトタイプ; マルチバンチビーム; wake場

本年度は大電流マルチバンチ電子ビームのためのS-Band加速管の基礎開発として、前年度に行なったシミュレーションをもとに加速管のプロトタイプを製作し、高周波特性の測定とシミュレーションとの比較を行なった。前年度のシミュレーションの結果、単純なdetune法では打ち消しの効果が不充分であることがわかった。そこで双極モードの周波数をビーム間隔(1.4nsまたは2.8ns)に同期させ、ビーム通過時にウエーク場の振幅がゼロとなるような加速管形状を計算により導きだした。プロトタイプにおける測定から、シミュレーションで予想された共鳴周波数と測定により得られた周波数は1e-4以下の精度で一致していることが確認された。これにより細かい加速管の形状の変更を行なうさいにもシミュレーションでその影響を推測することが可能であることが明らかとなった。しかし本研究で作ろうとする加速管では双極モードの周波数とビーム周期とが極めて高い精度で同期している必要がある。その精度は1e-5以下と見積もられ、シミュレーションにより得られているものよりもさらに一桁小さい。そのために様々な加速管形状での双極モードの共鳴周波数データを収集し、それより得られたデータをもとにテーブルを作り、任意の形状について双極モードの共鳴周波数が極めて高い精度で得られることを目指した。そのために用いた方法は、ある一つの形状について製作したプロトタイプを、加速モードの周波数を一定に保ちながら追加工を行ない、各々の加工後に周波数測定を行ないながらデータを収集していく方法である。従来は各々の形状についてプロトタイプを製作していたため、非常にコストがかさんでいたが、この方法により一組のプロトタイプから多くの形状についてデータを収集することができ、予算を効率的に使用することが可能となった。この周波数テーブルを用いることで、実器の製作時に従来必要であった周波数調整のための追加工の必要がなくなり、製作時のコストを大幅に低減できるものと期待できる。

This year, the basic development of S-Band accelerator tubes for high current and high frequency electronic applications was compared with that of the previous year. The results of the previous year's investigation were insufficient. The number of cycles of the bipolar electrode is calculated at the time interval (1.4ns to 2.8ns), and the amplitude of the field is calculated at the time of synchronization and passage. The accuracy of the resonance frequency measurement is less than 1e-4. The shape of the acceleration tube is changed, and the influence of the acceleration tube is estimated. In this study, the acceleration tube is required to be bipolar and to have high accuracy and synchronization. The accuracy of the system is less than 1e-5, and the system can be used to calculate the accuracy of the system. The resonance cycle number of the bipolar electrode in the shape of the accelerator tube is collected, and the resonance cycle number of the bipolar electrode in the shape of the accelerator tube is collected, and the resonance cycle number of the bipolar electrode in the shape of the accelerator tube is obtained. For example, the method of measuring the number of cycles after processing is used to determine the number of cycles after processing. For each shape, the method of making a set of shapes is used to calculate the probability of using the set. The number of cycles is greatly reduced when the device is manufactured. The number of cycles is adjusted when the device is manufactured.