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김임경(Y. K. Kim),오형석(H. S. Oh),이인준(I. J. Lee),박주식(J. S. Bak),남궁원(W. Namkung) 한국진공학회(ASCT) 1993 Applied Science and Convergence Technology Vol.2 No.1
본 논문은 포항가속기연구소에서 건설중인 PLS 2 GeV 선형가속기 진공계통의 설계에 관한 것이다. PLS 2 GeV 선형가속기의 진공계통은 길이 3.07m인 42개의 가속관과 길이 약 400m의 도파관으로 구성되어 있다. 진공장치의 배치는 충분한 지역적 배기능력을 고려한 분산 배기방식으로 다지관 방식의 기계적 복잡성을 단순화하였다. 진공계는 가속관 중심과 도파관에서 5×10^(-7)Torr, 클라이스트론 출력창에서 5×10^(-8)Torr까지 배기되도록 설계하였다. 주 진공펌프로는 가속관과 도파관 및 에너지 배가장치에 대하여 각각 용량이 60 l/s와 120 l/s인 sputter 이온펌프를 사용하기로 하였다. This paper describes the vacuum system design for the PLS 2 GeV linac which is now under construction at Pohang Accelerator Laboratory (PAL). The vacuum system of the PLS 2 GeV linac consists of fourty two 3.07 m long accelerating columns and about 400 m long waveguide network. The configuration is adopted by the distributed pumping method to simplify the mechanical complexity from the manifold method. The vacuum system is designed to evacuate the accelerator to the pressure of 5×10^(-7) Torr at the center of the each column and of 5×10^(-8) Torr at the klystron output window. The main pumps are: one 60 l/s sputter ion pump for each accelerating column, two 120 l/s sputter ion pumps for the waveguide system and the energy doubler for each module.
김임경(Y. K. Kim),박용정(Y. J. Park),김경렬(K. R. Kim),남궁원(W. Namkung) 한국진공학회(ASCT) 1996 Applied Science and Convergence Technology Vol.5 No.4
PLS 선형가속기 진공계는 콜라이스트론 첨두출력 54 ㎿, 펄스폭 4.1 ㎲, 반복율 10 ㎐의 마이크로파 전력 공급상태에서 2.6×10^(-6) Pa의 진공도를 유지하고 있으며, 45℃ 운전조건에서 마이크로파 전력이 공급되지 않았을 때 진공도는 2.4×10^(-6) Pa이다. 설치 초기에 30×10^(-11) Torr-l/sec-㎠ 이었던 가스방출율은 각 가속단위마다 약 140 GJ의 마이크로파 에너지가 전파된 현재 1×10^(-12) Torr-l/sec-㎠ 이다. 주 장비로 사용중인 이온펌프는 모두 포화된 상태이며 60 l/s, 120 l/s, 230 l/s 이온펌프의 유효배기속도는 운전 영역에서 각각 45 l/s, 65 l/s, 140 l/s 이다. 진공계 운전중 야기된 문제점들로는 이온펌프 및 진공 게이지 전원제어기의 오동작, 에너지 배가장치의 출력창, 전자총 및 가속관 종단부하의 진공누출 등이었다. 최근 일년간 총 41회에 140.8시간운전 중지를 경험하여 98%의 가용도 (availability)를 나타내었다. 추후 시험중인 도파관 밸브와 개발중인 가속관 종단부하가 설치된다면 가용도를 99.5% 이상으로 증가시킬 수 있을 것으로 기대한다. The vacuum system of PLS linac provides average pressure of 2.6×10^(-6) Pa under high power microwave loading of 54㎿ peak with 4.1 ㎲ pulse width and 10㎐ repetition rates. The base pressure of system is 2.4×10^(-6) Pa with 45°C cooling water. The outgassing rate of the system is decreased from 3×10^(-11) Torr-l/see-㎠ at the initial stage after installation to 1×10^(-12) Torr-l/see-㎠ at present. Total accumulated microwave energy dose is about 140 GJ per module. All ion pumps are working under saturated regime and effective pumping speeds of 60 l/s, 120 l/s, 230 l/s ion pumps are 45 l/s, 65 l/s, 140 l/s under the operating range. Main problems occurred in recent year are troubles of ion pump controller and vacuum gauge controller, vacuum leak of energy doubler window and electron gun ceramic, and water leak in the dummy load of accelerating columns. Total of 41 troubles with 140.8 hours down time give good system availability of 98%. Down time can be reduced by high power waveguide valves and water dummy loads under development, and then availability is expected to be increased up to 99.5%.
Development of S - band Waveguide Valve for PLS 2 - GeV Linac
박주식(J. S. Bak),남궁원(W. Namkung) 한국진공학회(ASCT) 1995 Applied Science and Convergence Technology Vol.4 No.2
포항가속기연구소에서는 PIS 2-GeV 선형가속기 클라이스트론의 교체 및 보수시에 사용하기 위하여, 80 ㎿급 S-band의 도파관 밸브를 개발중에 있다. PLS형 도파관 밸브는 결합수단 없이 대전력을 전송할 수 있는 구조로 설계되어, 전력전송에 대한 제한을 받지 않는 특징을 갖는다. 본 도파관 밸브의 주요 구성부는 밀착구동체를 갖는 U자형 도파관부, 두개의 H-코너가 부착된 진공함, 그리고 두개의 Viton O-링이 장착된 진공기밀판으로 이루어져 있다. 시제품용 도파관 밸브의 특성조사 결과, 펄스폭 3.5 μsec, 반복율 30 ㎐에서 65 ㎿의 전략전송을 얻을 수 있었다. 본 논문에서는 PLS 도파관 밸브의 설계 개념, 기계적 특성 및 가공의 순으로 자세히 논할 것이며, 또한 현재까지의 실험결과 및 앞으로의 계획에 대하여 보고하기로 한다. Development of 80 ㎿ S-band waveguide valve is now under way at Pohang Accelerator Laboratory (PAL). It is intended to have easy replacement and quick maintenance for the PLS 2-GeV linac klystrons. We adopt a new design concept which removes a limitation on power transmission. This design is completely different from the traditional one. The new S-band waveguide valve consists of the V-shaped waveguide section with a pushrod assembly, a vacuum chamber with two H-corner sections and a sealing plate with two Viton O-rings. We have achieved a high power transmission of more than 65 ㎿ at a pulse width of 3.5 μsec and a pulse repetition frequency of 30 ㎐. It also shows an excellent reliability of the vacuum seal. We report here on the design considerations, the mechanical features, and the fabrication of our first waveguide valve, the results of our experiments so far, and some of our plans for the near future.