• M. Kawamura, Y. Fukui, F. Naito
  高エネルギー加速器研究機構
• E. Chishiro, M. Yamazaki, H. Suzuki
  日本原子力研究開発機構
• R. Sagawa, S. Ogawa, Y. Yumino
  (株)日立製作所

　J-PARCリニアック用クライストロン電源システム、特に現在稼動中の181MeVリニアック用システムについて、過去1年間の運転状況や、不具合とその対策などを報告する。 昨年8月以降の運転時間は、今年6月15日現在で4,800～5,500時間である。ビーム供用運転や、RFQのコンディショニング時間の延長などに対応するため、1ヶ月以上にわたる長時間の連続運転を実施している。またシステムの大部分が総運転時間10,000時間を越えている。これらの要因もあり、特に今年5月から6月にかけての運転では、高電圧スイッチ用四極管のエミッション減少（エミ減）など、多数の不具合が発生した。他に長時間のトレンドを観測する事により、一部の高圧直流電源で出力電圧の変動が確認されている。 　本学会開催時は加速器運転停止中のメンテナンス期間にあたる為、発表では新たに確認された事柄も報告する予定である。

• Y. Fukui, M. Kawamura, S. Yamaguchi, F. Naito
  高エネルギー加速器研究機構
• H. Suzuki, T. Kobayashi, E. Chishiro
  日本原子力研究開発機構
• M. Yamazaki
  三菱電機システムサービス株式会社

Ｊ－ＰＡＲＣのリニアックではイオン源で生成された負水素イオンを１８１ＭｅＶまで加速して、３ＧｅＶシンクロトロン（ＲＣＳ）に供給しており、さらにリニアックのエネルギーを４００ＭｅＶまで増強する計画が現在進められている。 陽子加速器開発棟の地下2階に設置されているクライストロンテストスタンドは、９７２ＭＨｚＲＦ機器やＡＣＳ空洞の大電力試験が行える唯一の施設であり、現在も増強計画で使用される予定の９７２ＭＨｚクライストロンのＲＦ試験が行われている。今回、このテストスタンドで９７２ＭＨｚクライストロンの特性測定を行うにあたって、ＰＬＣを用いたＬＬＲＦ制御の自動化やデータ収集系の構築を行ったので報告する。

• H. Suzuki, T. Kobayashi, K. Hirano
  日本原子力研究開発機構
• F. Naito
  高エネルギー加速器研究機構

J-PARCリニアックは、180MeVから400MeVへエネルギーを増強するために、環結合構造(ACS)加速管の開発を行っている。ACS加速管は高周波共振周波数を制御するために５つの可動チューナーがありそれらを最適なカップ位置に調整する事で安定的なビームの運転が可能になる。今回、新たに５つの可動チューナーを外部から個々にコントロール出来る専用のチューナーの開発を行ったのでそれらについて報告する。

• Z. Fang, S. Michizono, S. Anami, S. Yamaguchi, F. Naito, Y. Fukui, M. Kawamura, C. Kubota, K. Nanmo
  高エネルギー加速器研究機構
• T. Kobayashi, H. Suzuki, E. Chishiro, S. Shinozaki, N. Tsubota, T. Ito, H. Asano, K. Hasegawa
  日本原子力研究開発機構

The recent progresses in the LLRF FPGA control system of the J-PARC LINAC will be presented in this paper, including 1) automatically switching the beam loading compensation in accordance with the different beam operation mode, 2) chopped beam compensation for the 972-MHz section, and 3) input rf-frequency tuning to match the rf cavities. All of those functions are realized by the FPGA.

• A. Schnase, C. Ohmori, F. Tamura, E. Ezura, K. Hara, K. Hasegawa, M. Nomura, T. Shimada, H. Suzuki, A. Takagi, M. Toda, M. Yamamoto, M. Yoshii
  J-PARCセンター
• K. Takata
  高エネルギー加速器研究機構

An impedance reduction had been detected in the J-PARC RCS cavity #7 in January 2009. After taking out and opening the cavity tanks, buckling at the inner radius was detected at some of the MA cores. Here we describe the development and application of a magnetic sensor, which can detect the buckling of the cores in the stainless steel water tanks without the need for taking out and opening them.

• M. Yamamoto, M. Nomura, S. Alexander, T. Shimada, H. Suzuki, F. Tamura
  日本原子力研究開発機構　J-PARCセンター
• E. Ezura, K. Takata
  高エネルギー加速器研究機構
• K. Hasegawa, K. Hara, C. Ohmori, A. Takagi, M. Toda, M. Yoshii
  高エネルギー加速器研究機構　J-PARCセンター
• K. Horino
  日本アドバンストテクノロジー

J-PARC RCSでは、ビーム供用のための運転を開始した。縦方向ビーム力学については、入射時の空間電荷効果の緩和や取り出し時の各種ユーザー向けのビーム操作などのビームスタディーを行っている。これまで、縦方向ビームの性質については、空間電荷効果やビーム負荷を取り入れたシミュレーションコードを使って計算をしてきており、計算による予測とビームを使った実測の比較を行う。

• T. Kobayashi, H. Suzuki
  日本原子力研究開発機構　J-PARCセンター
• S. Anami, S. Michizono, Z. Fang, S. Yamaguchi
  高エネルギー加速器研究機構

J-PARCリニアックの低電力高周波制御では、空洞に電力を入れ始める際に、空洞チューナー共振周波数の自動制御を行なっている。このチューナー制御に代わって新たに、空洞入力の周波数を離調度に合わせて変調させる方式をデジタルFB制御システムに導入する。その方法として、出力制御するIQ変調器で位相を回転させることで周波数変調を行なう。離調度は、RFパルス後の空洞減衰時 􏰈自由振動時􏰉 の位相変化を測定することで求められ、それにより、FPGAでIQ変調器の位相回転を自動制御する。この方式の導入においてはハードウェアの変更を全く必要とせず、チューナー製造におけるコストダウンもしくは耐久性の向上が期待される。

• T. Kobayashi, H. Suzuki
  日本原子力研究開発機構　J-PARCセンター
• S. Michizono, Z. Fang, T. Matsumoto, S. Yamaguchi
  高エネルギー加速器研究機構
• Y. Okada
  NECネットワーク・センサ株式会社

J-PARCリニアックでは972MHzのRFシステムによる400MeVエネルギーへの増強が計画が進められている。その加速電界の安定性は振幅、位相それぞれ±１％、±１度以内が要求されている。デジタルFBの基本コンセプトは現在の324MHzのシステムと同じでコンパクトPCI筐体を用いる。大きな違いは、RF信号／クロック信号発生器（RF&CLKボード）、ミキサーおよびIQ変調器（IQ&Mixerボード）、そしてデジタル制御のアルゴリズムである。現在の324MHzの空洞に比べ、高い周波数により減衰時間が速くなるため、チョップドビーム負荷補償が大きな開発要素の一つである。この報告では972MHzデジタルフィードバックシステムの特徴や性能について、模擬空洞を用いた評価結果をまとめた。

• T. Shimada, M. Yamamoto, H. Suzuki, F. Tamura, A. Schnase, M. Nomura
  日本原子力研究開発機構　J-PARCセンター
• M. Toda, K. Hasegawa, C. Ohmori, K. Hara, M. Yoshii
  高エネルギー加速器研究機構　J-PARCセンター
• K. Takata, E. Ezura, A. Takagi
  高エネルギー加速器研究機構
• K. Horino
  日本アドバンストテクノロジー

J-PARC 3GeV シンクロトロン高周波加速空胴において、長時間の運転後、金属磁性体を使用したコアの一部が座屈する現象が発生した。その過程と原因を調査するために、大気中においてコアを高周波電流によって励磁し、変形の過程を測定した。その結果とコアの製造過程の関係及びコアの耐久性向上についての考察を報告する。

• M. Yoshii, E. Ezura, K. Hasegawa, M. Nomura, C. Ohmori, A. Schnase, T. Shimada, H. Suzuki, A. Takagi, F. Tamura, M. Toda, M. Yamamoto
  高エネルギー加速器研究機構/日本原子力研究開発機構　J-PARCセンター
• K. Tanaka
  高エネルギー加速器研究機構
• K. Horino
  日本アドバンストテクノロジー

J-PARCは1MWの陽子ビーム実現を目的に斬新なアイデアと最先端技術を取り入れた特色ある加速器である。imaginary γtラティスは加速域から遷移エネルギーを無くすため50GeVシンクロトロンで初めて導入された。金属磁性体による空胴は従来の2倍以上の加速電場勾配を実現し、RCSでは広帯域化により加速とバンチ操作の2つの機能を1台でこなすなど、高精度デジタル高周波制御と共にシンクロトロンには不可欠な機器となった。平成19年開始したビームコミッショニングは10月にRCS3GeV加速、平成20年12月MR30GeV加速とハドロン施設へ遅い取り出し、平成21年6月ニュートリノへ速い取り出しと次々に成功した。リング高周波はキー・コンポーネントの一つであり、それぞれの節目で唯一無比の性能を示してきた。一方でハード面に耐久性に関わる課題が判明し、さらに性能向上に向けた取り組みが必要になってきた。

• F. Tamura, M. Yamamoto, M. Yoshii, C. Ohmori, M. Nomura, A. Schnase, M. Toda, H. Suzuki, T. Shimada, K. Hara, K. Hasegawa
  高エネルギー加速器研究機構/日本原子力研究開発機構　J-PARCセンター

大強度の陽子ビーム加速においては、スペースチャージチューンシフトを軽減するために、縦方向ペインティングを行い、バンチングファクターを増大する必要がある。J-PARC RCS では、モーメンタムオフセット入射および2倍高調波の縦方向ペインティング手法を採用している。 特に、J-PARC RCS では広帯域MA空胴を採用したことにより、デュアルハーモニック運転を行い、大振幅の2倍高調波を追加空胴なしに発生することができる。縦方向ペインティング試験の結果について報告する。

• M. Nomura, F. Tamura, A. Schnase, M. Yamamoto, K. Hasegawa, T. Shimada, H. Suzuki, K. Hara, M. Toda, C. Ohmori, M. Yoshii
  高エネルギー加速器研究機構/日本原子力研究開発機構　J-PARC センター

J-PARC RCSでは、通常の約２倍の加速電圧を達成する為に金属磁性体(MA)コアを装填した高周波空胴を用いている。2007年5月には、10台の高周波空胴をRCS主トンネルに設置し 、10月からビームコミッショニングを開始した。その後、2008年11月には11台目の高周波空胴を設置し、現在まで約2年間運転を行ってきた。この間、コアの状態を調べる為に、加速器のメンテナンス期間毎にインピーダンスの測定を行ってきた。 この2年間の運転期間中に、2008年12月に空胴７号機、2009年６月に４号機のインピーダンスの低下が観測された。７号機に関しては、インピーダンス低下後に空胴を取出し調査を行ったところ、コアに座屈が起こっていた。また、４号機に関しては、夏期のメンテナンス期間中に内部調査を行う予定である。 本発表では、これらのインピーダンス低下の詳細及びその原因等についての発表を行う。

• C. Ohmori, T. Shimada, A. Schnase, H. Suzuki, A. Takagi, F. Tamura, M. Toda, M. Nomura, K. Hara, K. Hasegawa, M. Yamamoto, M. Yoshii
  高エネルギー加速器研究機構/日本原子力研究開発機構　J-PARCセンター

J-PARCシンクロトロンでは金属磁性体空洞を世界で初めて本格的に導入し、従来のフェライト空洞に比べ2倍の加速勾配を実現することにより、加速器を小型化した。この金属磁性体の特製を向上させることにより、この加速勾配を更に倍加できる可能性について報告する。この新しい磁性体をμSR（ミュオンスピン共鳴法）を用いて高特製化の機構についての研究を行った。磁性体のナノメーターサイズの結晶の磁化容易軸の向きが特製向上のカギとなっている。この磁性体を用いた高勾配加速空洞の設計について報告する。また、これによるJ-PARC加速器のビーム品質の向上とビーム強度増強についても報告する。