大電力クライストロンの開発,1; 試作クライストロンの改造

• Material Type: 文書・図像類
• Title: 大電力クライストロンの開発,1; 試作クライストロンの改造
• Author/Editor: 平野 耕一郎; 江本 隆; 王 元林; 榎本 收志; 佐藤 勇
• Author Heading: 平野 耕一郎; 江本 隆; 王 元林; 榎本 收志; 佐藤 勇
• Publication Date: 1996-03
• Publication Date (W3CDTF): 1996-03
• Alternative Title: Development of high power klystron, 1
• Periodical title: PNC TN9410 96-071
• Text Language Code: jpn
• Target Audience: 一般
• Note (General): [目的] 開発中の大電力CW電子線形加速器では、電子線加速のための周波数1.249135(GHz)、強度1.2(MW)の大電力RF(Radio Frequency:高周波)が必要となり、これを発生させるためのクライストロンの開発も進めている。この開発では、平成3年度にCWモードにおいて出力電力330kW、パルスモード(パルス幅50msec、繰り返し1sec)においてピーク出力電力780kWで動作するクライストロンの開発を行った。平成4年度にロング窓の設計及び製作を行い、この窓の耐電力試験を実施し、1.7MW(CW)に耐えることを確認した。今回はこれに続いて、試作クライストロンの出力窓をロング窓と交換し、高出力試験を実施して窓の耐電力を再度確認し、今後の大電力化に向けた設計方針を検討する目的で試験を行った。[方法] 耐電力試験を実施したロング窓と試作クライストロンの出力窓とを交換し、改造したクライストロンの高周波出力試験を実施した。改造クライストロンの出力効率とロング窓上昇温度を測定した。[結果] 改造クライストロンはビーム電圧85kV、出力効率46\%で最大出力電力885KW(CW)が得られた。また、この時のロング窓上昇温度は36$^{\circ}$Cであった。出力効率の向上を図るため、高周波相互作用部及び電子軌道の再検討を行った。検討結果を反映した条件で出力効率の計算を精度の高いコードを使用して行った結果、出力効率70\%が得られることが分かった。[結論-改造クライストロンのロング窓は目標出力電力に充分耐えられることがわかった。現状の出力効率は低いが出力効率の向上を図ることによって、目標とする大電力を達成する見通しが得られた。今後は、再検討結果を反映したクライストロンを製作し出力試験を行う予定である。; (Objectives) A high power klystron that generates 1.2 MW radio frequency at 1.249135GHz is required for the high power CW electron linac development. The first prototype klystron was limited RF output of 330kW with CW-mode operation and 780kW with pulse-mode operation (50 msec pulse width, 1 pps) because the window temperature reached near the critical point of destruction by thermal stress. A long pill-box type beryllia window (long pill-box window) was designed and measured using a resonant ring in high power experiment. The long pill-box window withstood the RF output of 1.7MW(CW), that has been verified by the high power experiment. (Method) The standard pill-box prototype klystron was replaced with the long pill-box window. The high power test was carried out with the converted klystron. We measured maximum CW RF output power and observed the surface temperature rise of the ceramic window in the long pill-box. (Results)The temperature increase was 36 degrees with the long pill-box window when the klystron has achieved CW RF output power of 885kW, efficiency of 46\%, and beam voltage of 85kV in present. The klystron has been optimized by simulation codes to improve better efficiency. The calculation shows the maximum efficiency is 70\% using optimum parameters. (Conclusions)It was shown that the long pill-box window converted klystron had maximum transmission power that was fully satisfied with specifications of the high power klystron. The klystron with these results will be manufactured and the high power test will be carried out in 1997.
• Source: /PNC-TN9410-96-071.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/PNC-TN9410-96-071.pdf
• Access Restrictions: 限定公開
• Data Provider (Database): 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
• Original Data Provider (Database): 日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System

• Summary, etc.: [目的] 開発中の大電力CW電子線形加速器では、電子線加速のための周波数1.249135(GHz)、強度1.2(MW)の大電力RF(Radio Frequency:高周波)が必要となり、これを発生させるためのクライストロンの開発も進めている。この開発では、平成3年度にCWモードにおいて出力電力330...