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Linac. 夏井拓也. 進行波型 Linac. K. klystron. dummy load. P. electron gun. beam. accelerating tube. P. e -. accelerating tube. 進行波管基本パラメータ. 加速管を通過する電磁波のエネルギー（ 伝送電力 ） P ( z ) は， 電磁場のエネルギー W ， 群速度 v g を用いて以下のように表される．. 軸上の z 方向電場強度 E z ( z ) は，. また， Q 値 の定義は，. となる．

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Presentation Transcript

  1. Linac 夏井拓也

  2. 進行波型Linac K klystron dummy load P electron gun beam accelerating tube P e- accelerating tube

  3. 進行波管基本パラメータ 加速管を通過する電磁波のエネルギー（伝送電力）P(z)は，電磁場のエネルギーW，群速度vgを用いて以下のように表される． 軸上のz方向電場強度Ez(z)は， また，Q値の定義は， となる． 加速管の性能を現す重要なパラメータにシャントインピーダンスがあるが，これは以下のように表される． であるので， となる．このように加速管の中の損失を考えると，P(z)は以下のようになる． filling timeは電磁波が加速管全体（長さ l ) を満たすのに要する時間であり， P0 : z=0におけるエネルギー束（投入電力） とあらわされる．

  4. 定在波型Linac K klystron P electron gun beam accelerating tube P e- accelerating tube

  5. 定在波管基本パラメータ 加速管に投入される電力Pにより，加速管の中には，Wだけエネルギーが蓄えられる(stored energy)．このWは加速管の中の電磁場より， ここでE0は軸上電場の平均で， と表される． 加速管特性の指標としてはZsよりもZsT2のほうがよく用いられる．ここで，Tはtransit time factorと呼ばれ， となる．また，これらの値よりQ値は， と表される． また，定在波管の場合のシャントインピーダンスは， と表される． ZsT2は有効シャントインピーダンスと呼ばれる． となる．

  6. 分散曲線 vp=w/bg w vg=dw/dbg f = bgd p/2 2p/3 p 基本波のみを考えたときの分散曲線

  7. w f -4p -2p 2p 4p 定在波p/2モードの空間高調波 定在波p/2モードの軸上電場強度は，基本波 sin(pz/2d) のほかに，高調波成分 sin((2pn±p)z/2d) も持っている． 基本波 空間高調波 後退波 進行波 p/2 2p-p/2 p/2+2p

  8. 定在波p/2モードの空間高調波 空洞の中の電場分布 E [MV/m] z [cm] 軸上電場のグラフ 空間高調波

  9. w f -4p -2p 2p 4p 分散曲線と空間高調波 後退波 進行波と後退波が重なり合い，定在波を作っている． 進行波 p/2

  10. w f -4p -2p 2p 4p 進行波2p/3モードの空間高調波 進行波2p/3モードの軸上電場強度は，基本波 sin(2pz/3d)のほかに，高調波成分 sin((2pn+2p)z/3d)も持っている． 基本波 後退波 空間高調波 進行波 2p/3 2p/3-2p 2p/3+2p

  11. 進行波2p/3モードの空間高調波 空洞の中の電場分布 E [MV/m] z [cm] 空間高調波 軸上電場のグラフ

  12. w f -4p -2p 2p 4p 分散曲線と空間高調波 移送速度 vp<0 後退波 進行波 群速度が正の空間高調波を持っている． ただし，移送速度は負の成分もある．

  13. 進行波管中の軸上電場の時間変化 E [MV/m] z [cm] 軸上電場と高調波成分．赤が軸上電場．また，加速管の形状を重ね合わせている．こうするとアイリスのでは高い電場が立ってはいないことがよく分かる．

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