JPS61173172A - クライストロン試験装置 - Google Patents

クライストロン試験装置

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JPS61173172A
JPS61173172A JP1374385A JP1374385A JPS61173172A JP S61173172 A JPS61173172 A JP S61173172A JP 1374385 A JP1374385 A JP 1374385A JP 1374385 A JP1374385 A JP 1374385A JP S61173172 A JPS61173172 A JP S61173172A
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JP
Japan
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aging
collector
anode
voltage
klystron
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JP1374385A
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Hideo Aoki
英夫 青木
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
  • Microwave Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は大電力のクライストロンのエージングを効率良
〈実施でき、且つ、省力化の可能なタライストロン試験
装置に関するものである。
[発明の技術的背景とその問題点] タライストロンは数100MHzから数GHzの周波数
帯の大電力増幅管として、放送用の送信装置やレーダ装
置等に幅広く使用されている速度変調型電子管であり、
近年は、高エネルギ加速器の高周波加速空胴の高周波源
として、あるいは核融合装置のロワー・ハイブリッド(
Lower)−1yburid>周波数帯の高周波によ
るプラズマ加熱装置用の高周波源としそ、出力電力が数
MWからパルスで数十MWの大電力管が開発されている
ところで、このような大電力クライストロンでは製作後
、定格の動作を得るのにエージングと云う処理が必要で
ある。
すなわち、これらのクライストロンは通常、数十kvか
ら数百kvと云う高いコレクタ電圧で動作するが、製作
後は先ず、低い電圧で動作させ、クライストロン内の真
空度を監視しながら徐々に、動作電圧を上昇させ、最終
的に定格の電圧で動作することを確認し、使用される。
このエージング処理を行うのがタライストロン試験装置
である。
従来のクライストロン試験装置を第6図に示す。
図において、1はクライストロン、2はポテンショメー
タ4aにより設定された設定値を基準電圧Vcrefと
してタライストロン1のコレクタ電圧を比較し、その差
が小さくなるように出力電圧を制御してコレクタに与え
るコレクタ電源、3はポテンショメータ4bにより設定
された設定値を基準電圧Varefとしてクライストロ
ン1のアノード電圧を比較し、その差が小さくなるよう
に出力電圧を制御してアノードに与えるアノード電源、
5はクライストロン1のフィラメント電源、6はクライ
ストロン1の収束マグネット7に電流を供給する収束マ
グネット電源、8はクライストロン1のイオン・ポンプ
9に電流を供給するイオン・ポンプ電源である。
このような構成の従来装置において、製作されたクライ
ストロン1は先ずコレクタ基準電圧VCref、アノー
ド基準電圧Varefを低い値に設定して通電する。そ
して、運転員はイオン・ポンプ9の排気作用によって時
間とともに減少するイオン・ポンプ9でのイオン電流値
1iが設定値l5etよりも低くなると、再びコレクタ
基準電圧VCref、アノード基準電圧Varefを上
昇させる。そして、これを繰返して行うことにより、定
格電圧まで上げる。これにより、最終的に定格電圧での
使用が可能に成る。
このようにエージング処理では、定格電圧で使用可能に
なるまでに上記のような操作を数百ステップに分割して
徐々にコレクタ基準電圧vcrefおよびアノード基準
電圧vare’rを定格電圧まで上げてゆく必要があり
、また、エージング時間も2週間程度を必要とするばか
りでなく、上記の操作を全て運転員の手動操作で行うに
はコレクタ基準電圧Vcref、アノード基準電圧Va
refの設定が難しく、誤操作により保護装置が作動す
ることが多くなって、これによるエージングの一時中断
が避けられないことから、近年ではこれを自動化した試
験装置の開発も試みられるようになった。
その−例を第7図に示す。図中、第6図と同一物には同
一符号を付してその説明は省略し、異なる構成要素につ
いてのみ説明する。図中10.11はそれぞれエージン
グの各ステップにおけるコレクタ電圧の基準電圧Vcr
ef、アノード電圧の基準電圧varefを記憶するコ
レクタ電圧パターン・ファイル及びアノード電圧パター
ン・ファイル、12はエージングの各ステップにおける
エージング時間を記憶するエージング時間パターン・フ
ァイルである。これら、コレクタ電圧パターン・ファイ
ル10及びアノード電圧パターン・ファイル11、エー
ジング時間パターン・ファイル12の各ステップにおけ
る値はパターン設定装置13により設定される。
14は前記エージング時間パターン・ファイル12の各
ステップにおけるエージング時間だけ経過した時点でイ
オン電流検出装置15にて検出したイオン電流値1iが
設定値以下の場合はコレクタ電圧パターン・ファイル1
0、アノード電圧パターン・ファイル11のつぎのステ
ップの電圧をコレクタ電圧の基準電圧Vcref、アノ
ード電圧の基準電圧Varefとしてコレクタ電源2゜
アノード電源3に出力してエージング時間パターン・フ
ァイル12の次のステップのエージング時間、だけ、エ
ージングを行い、イオン電流値(iが設定値を超える場
合はステップを更新せずに再び、旧エージング・ステッ
プにおけるエージング時間だけエージングを行うように
制御する機能を備えた制御装置である。
16は前記制御装置14が前記エージング時間パターン
・ファイル12の各ステップにおけるエージング時間だ
け経過したことを検出するためのタイマである。
次に上記構成の装置の作用について説明する。
第7図構成の装置の動作の流れ図を第8図に示す。即ち
、先ずパターン設定装置13で段階的に増加し、最終ス
テップ)(maxで定格電圧となるようなコレクタ基準
電圧VCref、アノード基準電圧Varefの電圧パ
ターンをコレクタ電圧パターン・ファイル10.アノー
ド電圧パターン・ファイル11に設定する。また、各ス
テップにおけるエージング時間をエージング時間パター
ン・ファイル12に設定する。
制御装置14は第8図に示すように先ず、ST1で経過
したエージング・ステップ数をカウントする内部カウン
タKを「1」にセットし、ST2でコレクタ電圧パター
ン・ファイル10.7ノード電圧パターン・ファイル1
1より、上記に=1でのエージング・ステップにおける
コレクタおよびアノード基準電圧のl!IVcref 
(1)、Varef (1)を得てこれをコレクタ電源
2.アノード電源3に出力する。これにより、コレクタ
およびアノード電源2.3はコレクタおよびアノード電
圧がVcref (1)、Varef (1)となるよ
うに制御して出力する。次に、ST3で上記に−1にお
けるエージング時間値T(1)をエージング時間パター
ン・ファイル12より得て、これをタイマ16にセット
する。タイマ16はセットされたエージング時間値T(
1)を経過すると、出力を出すので、ST4にてタイマ
16の出力を監視してエージング時間値T(1)だけ経
過するのを待ち、該エージング時間値T(1)経過した
ならば、次にST5に入ってイオン電流値Iiが設定値
186it以内であることをチェックする。
このチェックの結果、イオン電流Iiが設定値1set
以内であればST6に進み、ここでカウンタにの値を1
つカウント・アップしてに=2とし、エージング・ステ
ップを一つ進める。そして、ST6でカウンタにの値が
最終のエージング・ステップであるKmaX・を超えな
いか否かをチェックする。すなわち、カウンタにの値を
調べ、指定したステップだけエージングを行ったか否か
を調べ、これが満たされれば、目標値までの工〜ジング
は終了したと判断してエージングを終了する。
超えていないならば、コレクタ電圧パターン・フッイル
10.アノード電圧パターン・ファイル11よりに=2
の時のコレクタ及びアノード基準電圧の値Vcref 
(2>、Varef (2)を得てこれをコレクタ電源
2.アノード電源3に出力する。
そして、エージングR間パターン・ファイル12のT(
2)をタイマ16にセットし、次いで、ST4にてエー
ジング時間下(2)だけ経過するのを待ち、次にST5
でイオン電流1iが設定値1set以内であることをチ
ェックする。
このチェックの結果、イオン電流1iが設定値l5et
以内であれば、ST6に進み、ここでカウンタにの値を
1つカウント・アップしてに−3とし、ST7でKがK
maXを超えていないか調べ、超えていなければコレク
タ電圧パターン・ファイル10.7ノード電圧パターン
・ファイル11よりに−3のときのコレクタ及びアノー
ド基準電圧の値Vcref (3)、Varef (3
)を得て、これをコレクタ電源2.アノード電源3に出
力する。
このような処理を)(>)(maXになるまで順次、1
づつKを更新しながら繰返す。そして、カウンタにの値
がKmaXを超えたならば目標値までのエージングは終
了したと判断邊てエージングを終了する。
また、ST5でイオン電流値1iが設定値l5etを超
える場合はエージング・ステップを更新せずにVcre
f、Varefはそのままで再び、旧エージング・ステ
ップでのエージング時間だけエージングを行い、以下、
イオン電流■iが設定値以下となるまでこの処理を行っ
た後、Kの更新を行う。
第9図はコレクタ及びアノード基準電圧Vcref及び
varefの時間的変化の例を示した図である。この例
の場合、先ず、エージングにおける第1エージング・ス
テップではvcref(1)、Varef (1)でT
(1)時間経過した時点で、イオン電流値■iが設定値
)set以下であることをチェックして、第2エージン
グ・ステップに移る。
この図では第4エージング・ステップでT(4)時間だ
け経過した後も、イオン電流値11が設定値[setを
超えているため、Vcref、Varefはそのままで
、再びT(4)時間だけエージングを行っていることを
示している。
尚、図かられかるようにイオン電流値1iが設定値1s
et以下となった場合でも、そのエージング・ステップ
でのエージング時間T(K>だけ経過するまでは次のエ
ージング・ステップに移ることはできない。
このように、従来方式のタライストロン試験装置ではイ
オン電流値11が設定値1set以下になっても、エー
ジング時間パターン・ファイル12で与えられるエージ
ング時間T(K)あるいはその整数倍だけの時間が経過
しないと、次のエージング・ステップに進まないので定
格のコレクタ及びアノード基準電圧vcre’t’及び
yarei”までエージングを行うのに長時間を要して
いた。
また、従来方式のクライストロン試験装置では一般に、
あるエージング・ステップJで、イオン電流値1iが限
界値1maxを超えた場合は、一旦、コレクタ及びアノ
ード基準電圧Vcref。
Varefを零まで落し、再び、第11−ジング・ステ
ップのコレクタ及びアノード基準電圧VCref (1
)、Varef (1)からエージングを行う方式がと
られている。しかし、この場合はコレクタ及びアノード
基準電圧VCref(J−1)、Varef (J−1
>*rのエージ>’jは既に終了しているため、イオン
電流値1iが設定値l5et以下となるまでの時間は短
い。
しかしながら、第7図に示す従来方式のタライストロン
試験装置では、この場合も同じエージング時間パターン
・ファイル12を使用しているため、エージング時間は
新規の場合と同じ時間を要し、時間的に大きな無駄とな
っていた。
これを避けるために、イオン電流値■1が限界値1ma
Xを超えて再びVcref (1)、Varef(1)
から始める場合には別のエージング時間パターン・ファ
イルを使用する方式が考えられているが、この方式では
制御アルゴリズムが複雑化するだけでなく、エージング
・パターンの作成も標準的なエージング処理の場合のコ
レクタ。
アノード基準電圧Vcref、Varefのパターンの
他に、それぞれのケースに合わせた複数個のエージング
時間パターン・ファイルを用意しなければならず、その
入力の手間と操作が繁雑となることから実現を見ない。
[発明の目的] 本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、その
目的とするところは操作性に優れ、かつ、効率良くエー
ジングを行うことのできるようにしたクライストロン試
験装置を提供することにある。
[発明の概要] すなわち、上記目的を達成するため本発明は、複数回の
エージング・ステップを設定するとともに各エージング
・ステップ毎に定格電圧まで順次上昇するように定めた
コレクタ及びアノード電圧の基準値を保持する基準値保
持手段と、エージング対象のクライストロンの真空度を
検出する手段と、該真空度検出値が所定値に達する毎に
エージング・ステップを進めるとともに該エージング・
ステップでのコレクタ及びアノード電圧の基準値を基準
値保持手段より得る制御手段と、該制御手段より与えら
れるコレクタ及びアノード電圧の基準値に対応するコレ
クタ及びアノード電圧を発生してこれを前記エージング
対象クライストロンに与えて作動させる手段とより構成
し、複数回のエージング・ステップを設定するとともに
タライストロンの真空度を見ながら順次エージング・ス
テップを進め、各エージング・ステップ毎に順次上昇す
るように定めたコレクタ及びアノード電圧にてクライス
トロンを作動させることにより定格電圧までエージング
を行うようにする。すなわち、エージング・ステップは
時間で管理するのでは無く、タライストロンの真空度を
見ながら順次エージング・ステップを進めるようにする
ものである。
〔発明の実施例〕
以下、第1図乃至第5図を参照して本発明を説明する。
第1図は本発明による装置の構成を示すプロッり図であ
り、図中1はクライストロン、2は与えられた基準電圧
Vcrefを基準としてクライストロン1のコレクタ電
圧を比較し、その差が小さくなるように出力電圧を制御
してタライストロン1のコレクタに与えるコレクタ電源
、3は与えられた基準電圧Varefを基準としてクラ
イストロン1のアノード電圧を比較し、その差が小さく
なるように出力電圧を制御してクライストロン1のアノ
ードに与えるアノード電源、5はタライストロン1のフ
ィラメント電源、6はクライストロン1の収束マグネッ
ト7に電流を供給する収束マグネット電源、8はクライ
ストロン1のイオン・ポンプ9に電流を供給するイオン
・ポンプ電源である。
10.11はそれぞれエージングの各ステップにおける
コレクタ電圧の基準電圧Vcref、アノード電圧の基
準電圧yarefを記憶するコレクタ電圧パターン・フ
ァイル及びアノード電圧パターン・ファイルである。こ
れら、コレクタ電圧パターン・ファイル10及びアノー
ド電圧パターン・ファイル11の各ステップにおける値
はパターン設定装置13により設定される。
14′は制御装置であり、エージング・ステップ開始毎
に所定のエージング時間だけ経過した時点でイオン電流
検出装置15にて検出したイオン電流値(iが設定値1
set以下の場合はエージング・ステップを更新して、
コレクタ電圧パターン・ファイル101アノード電圧パ
ターン・ファイル11より新エージング・ステップでの
コレクタ、アノード基準電圧を得、これをコレクタ電圧
の基準電圧ycret’、アノード電圧の基準電圧Va
refとしてそれぞれ対応のコレクタ電源2゜アノード
電源3に出力してエージングを行い、イオン電流値11
が設定値l5etを超える場合はイオン電流値Iiが設
定値1setに下がるまでエージング・ステップを更新
せずにそのままの条件でエージングを行うようにすると
共にイオン電流値1iが設定値1setまで下がるとエ
ージング・ステップを更新して新エージング・ステップ
での上記処理を行うように制御する機能を備えている。
16−は前記制御装置14が各エージング・ステップに
おけるエージング開始後、所定時間だけ経過したことを
検出するための夕゛イマであり、前記制御装置14−に
より起動されて、所定時間経過時に出力を発生する。
次に上記構成の装置の作用について説明する。
コレクタ電源2、アノード電源3、フィラメント電11
5、収束マグネット電源6、収束マグネット7、イオン
・ポンプ電源8、イオン・ポンプ9、コレクタ電圧パタ
ーン・ファイル10、アノード電圧パターン・ファイル
11、パターン設定装置13、イオン電流検出装置15
の機能は基本的に第7図で説明したものと同じであるの
で、これらの作用は先の説明を参照することとし、ここ
では本発明の要部である制御装置14−を中心に説明す
る。
第1図装置の動作の流れ図を第2図に示す。この流れ図
に沿って説明すると、制御Il装置14′は先ず5T2
1でカウンタKに「1」をセットし、次の5T22でコ
レクタ電圧パターン・ファイル10、アノード電圧パタ
ーン・ファイル11よりのに−1のエージング・ステッ
プでのコレクタ。
7/−ド基準電圧の値Vcref (1)、Varef
(1)を得て、これらを対応するコレクタ電源2.アノ
ード電源3に出力するともに5T23で所定の時間をセ
ットされたタイマ16′を起動する。
次に制御装置14′は5T24でタイマ16′の出力を
見ながら前記所定時間経過するのを待ち、該所定時間経
過したならば、次に5T25に入り、ここでイオン電流
値Iiが設定値1set以下になるのを待つ。クライス
トロン1はこの間、コレクタ、アノード電圧がVcre
f、 Varefとなるようにしてエージングが成され
る。イオン電流値(iが設定1setまで下がると、制
御装置14′は次に5T26に入り、ここでカウンタに
のカウント値を「1」だけカウント◆アップしてエージ
ング・ステップを更新した後、再び5T22に入り、上
記の動作を繰返す。
尚、5T26において、カウントを更新した後は、5T
22に入る前に5T27において、エージング・ステッ
プを管理するためのカウンタにのカウント値が最終エー
ジング・ステップKmaXを超えたか否かがチェックさ
れ、超えていない場合にのみ、すなわち、指定した回数
(KmaX)までエージングを行っていない場合にのみ
、5T22のルーチンに戻る。KmaXに達した場合に
はエージングは終了したと判断して、エージングを終了
する。
第3図はVcref、Varefの時間的変化を示した
ものである。
図かられかるように、本装置では各エージング・ステッ
プ共、タイマ16′のセット時間は同じであり、タイマ
16′のセット時間分が経過するまでは不感帯となって
いるが、セット時間経過後はイオン電流値1iが設定値
l5etまで下がるとカウンタKを更新して次のエージ
ング・ステップに入る。
従って、エージング時間パターン・ファイルは不要であ
り、しかも、タイマ16′のセット時間を小さくしてお
くことで、事実上、イオン電流値1iを見ながら、その
大きさにより、エージング・ステップを更新して行くこ
とになり、最小の時間で効率的なエージングが行え、且
つ、エージング・ステップ毎のエージング時間設定が不
要となる。
尚、上記タイマ16′のセット時間は各エージング・ス
テップでのイオン電流1iの立上がり時間程度とする。
すなわち、エージング・ステップ毎にイオン電流1iは
設定値l5etと同程度の値を示す期間があるので、こ
こでの誤動作を防ぐため、タイマ16′が用いられてお
り、このタイマ16′で不感帯を与えて、誤動作を防止
している。
以上説明したように、本装置によれば、エージング時間
パターン・ファイルを設定する操作は不要であり、また
、各ステップにおけるエージング時間も無駄時間が無く
なるため、効率良くエージングを行うことが出来るよう
になる。
尚、本発明は上記し、且つ、図面に示す実施例に限定す
ることなくその要旨を変更しない範囲内で適宜変形して
実施し得るものであり、例えば、上記実施例ではタライ
ストロン管内の真空度をイオン電流値1iが設定値1s
et以下となるかこれを超えるかで管理するようにして
いるが、真空度が限界値よりもよりも劣化した時は、一
旦工−ジングを停止して真空排気した後、再び最初のス
テップからエージングを行う再エージング処理を実施す
るようにした方が良いこともある。
このような場合、途中段階までのエージングは終了して
いるので、この区間までのエージング処理は短時間で終
ることから、これを考慮した場合、従来のクライストロ
ン試験装置では上記の再エージング処理を含めて種々の
ケースでの制御を考えると、制御アルゴリズム複雑とな
り、各パターン別のエージング時間パターン・ファイル
も複数個設定する必要が生じて実現が困難であったが、
本発明によればイオン電流値を見ながら、イオン電流値
が設定値まで下がった時、エージング・ステップを更新
して行くようにしたため、エージング時間パターン・フ
ァイルが不要であることから、再エージング処理を含め
た上記の機能を非常に簡単に実現できる。
この場合の制御装置14−の動作の流れ図を第4図に示
す。
図における5T21.〜5T27の各処理は第2図の場
合と同様であるが、第4図ではタイマ16−を起動して
設定時間が経過するのを待つ間、及びイオン電FEli
lliが設定111set以下になるまでの間、5T4
1.5T42でイオン電流値Iiが限界11[111m
1t以下であることを監視しており、イオン電流値■i
が限界値111m1tを超えた場合、すなわち、真空度
が限界値を超えた場合は5T43に入って、ここでエー
ジングを一旦中断し、5T44によりイオン電流値1i
が再エージング可能な電流値1start以下になるの
を持って再び5T21.〜5T27の処理を行う。
第5図はVcref、Varefの時間的経過を示した
もので、この図では第4ステツプでイオン電流値11が
限界1i1111imitを超えたため、一旦、エージ
ングを中断し、イオン電流izが再エージング開始可能
な電流値1start以下になった時点で第1ステツプ
からエージングを開始していることを示してい、る。
[発明の効果] 以上、詳述したように本発明によれば、制御アルゴリズ
ムが簡単になり、しかも、エージング時間パターン・フ
ァイル等の設定が不要となる為、設定操作が容易となり
、また、再エージング処理時や通常のエージング処理時
での無駄時間が無くなることから、結果として、操作性
に優れた効率的なエージング処理の可能なタライストロ
ン試験装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
その作用を説明するための流れ図、第3図は第1図装置
の動作を説明するためのタイミングチャート、第4図は
本発明の他の実施例を説明構成を示すブロック図、第8
図はその作用を説明するための流れ図、第9図は動作例
を説明するためのタイミングチャートである。 1・・・タライストロン、2・・・コレクタ電源、3・
・・アノード電源、4a、4b・・・ポテンショメータ
、5・・・フィラメント電源、6・・・収束マグネット
電源、7・・・収束マグネット、8・・・イオン・ポン
プ電源、9・・・イオン・ポンプ、10・・・コレクタ
電圧パターン・ファイル、11・・・アノード電圧パタ
ーン・ファイル、13・・・パターン設定装置、14.
14−・・・制御装置、15・・・イオン電流検出装置
、16゜16′・・・タイマ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 ら 第7図 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数回のエージング・ステップを設定するとともに各エ
    ージング・ステップ毎に定格電圧まで順次上昇するよう
    に定めたコレクタ電圧及びアノード電圧の基準値を保持
    する基準値保持手段と、エージング対象のクライストロ
    ンの真空度を検出する手段と、該真空度検出値が所定値
    に達する毎にエージング・ステップを進めるとともに該
    エージング・ステップでのコレクタ電圧及びアノード電
    圧の基準値を前記基準値保持手段より得る制御手段と、
    該制御手段より与えられるコレクタ電圧及びアノード電
    圧の基準値に対応するコレクタ電圧及びアノード電圧を
    発生してこれを前記エージング対象クライストロンに与
    えてこれを作動させる手段とより構成したことを特徴と
    するクライストロン試験装置。
JP1374385A 1985-01-28 1985-01-28 クライストロン試験装置 Pending JPS61173172A (ja)

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