大電力クライストロンの開発,2; パルスモードの開発

• 資料種別: 文書・図像類
• タイトル: 大電力クライストロンの開発,2; パルスモードの開発
• 著者・編者: 平野 耕一郎; 江本 隆; 王 元林; 佐藤 勇
• 著者標目: 平野 耕一郎; 江本 隆; 王 元林; 佐藤 勇
• 出版年月日等: 1998-06
• 出版年（W3CDTF）: 1998-06
• 並列タイトル等: Development of high power klystron, 2; Development of pulse-mode operation
• タイトル（掲載誌）: PNC TN9410 98-068
• 本文の言語コード: jpn
• 対象利用者: 一般
• 一般注記: 開発中の大電流CW電子線形加速器では、10MeVの電子線を加速するために周波数1.249135(GHz)、強度1.2(MW)、出力電力効率65\%の大電力RF(Radio Frequency:高周波)を連続波(以下、「CW」と言う。)で発生させることが必要とされている。そのため、平成8年度までにCWクライストロンを製作し、最大出力1040kWを連続的に発生できるクライストロンの開発に成功した。将来的にビームエネルギーを30MeVに増強すれば、加速器を利用した試験研究の適用範囲を広げることが可能であるが、そのためには、クライストロンの出力電力を現状の約4倍に高める必要がある。本報告書では、CWモードにおける性能を損なわせることなく、パルスモード(ビーム電圧147kV、ピーク電力4.2MW、パルス幅100$\mu$sec、繰り返し50pps)で動作できるクライソトロンを開発するための評価・検討を行った。その結果、電子銃部の開発、ピーク電力4.2MWに耐える出力窓の開発及び反射体を利用した出力空洞Q・値を変化させる方法の開発を行うとともに、高周波出力試験(ビーム電圧147kV、カソード電流56.5A)において最大出力電力3.55MW、出力電力効率42\%が得られた。また、この試験条件で、反射体を置いた設計位置で最大出力電力が得られ、逆行電子による出力電力の不安定現象は観測されなかった。今後は、出力効率の向上を図るため反射体を用いた出力空洞のQl値の最適化を行う予定である。; A high power klystron has been developed as the RF source of the high power CW electron linac (10MeV, 100mA, 1.249135GHz). CW power of 1.2MW and efficiencies over 65\% at a beam voltage 85kV were the design goal. Klystrons have been manufactured untill 1997. The klystron has achieved CW RF output power of 1040kW and beam voltage of 83kV at present. The power required for future applications is about four times the maximum power with CW-mode operation to accelerate electron beam at energy of 30MeV. We have redesigned the klystron, which is able to drive peak power 4.2MW with pulse-mode operation (100$\mu$sec pulse width, 50 pps) without decreasing efficiency with CW operation. As peak power of 4.2MW at a beam voltage 147kV is required for pulse-mode operation, we have developed the electric gun, the RF window which endures peak power 4.2MW and the way of reducing apparently the output cavity Q$_{\ell}$ optimized for CW-mode operation. The output cavity Q$_{\ell}$ was decreased by two obstacles located on the long window. The klystron has achieved the maximum peak power, witch was 3.55MW with efficiency of 42\% at a beam voltage 147kV in present. The unstable phenomenon of the power due to backward electrons hasn't been observed in the design condition. We have succeeded in the development of the klystron so as to be able to drive both CW mode and short pulse mode. The output cavity Q$_{\ell}$ made effective use of two obstacles will be optimized by simulation codes to improve efficiency.
• 一次資料へのリンクURL: /PNC-TN9410-98-068.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/PNC-TN9410-98-068.pdf
• オンライン閲覧公開範囲: 限定公開
• 連携機関・データベース: 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• 提供元機関・データベース: 日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System

• 要約等: 開発中の大電流CW電子線形加速器では、10MeVの電子線を加速するために周波数1.249135(GHz)、強度1.2(MW)、出力電力効率65\%の大電力RF(Radio Frequency:高周波)を連続波(以下、「CW」と言う。)で発生させることが必要とされている。そのため、平成8年度までにCW...