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4. トリスタンと加速器科学
4.2 加速器技術開発
4_2_3 高周波電力源：クライストロン
トリスタンで電子陽電子ビームを加速する高周波加速空洞に、508.58MHz (UHF帯)の高周波電力を供給するものが、高周波源 (トランスミッター) である。１本のクライストロンを１ユニットとした高周波源は、1) 低電力高周波制御システム、2) クライストロン、立体回路、蒸発冷却系等から成る大電力高周波システム、及び、3) クライストロン駆動電源から構成される。
加速空洞４台当たり１本のクライストロンが使用され、ARで東西に 2基、MRで 8ケ所ある直線部分に最終的に 34 基、合計 36基の高周波源がリングに沿った地上の高周波電源棟内に配置された。クライストロン駆動電源には、カソード用直流負高電圧電源 ( 容量 90kV、20Ax2 ) が共用で2本のクライストロンを並列運転出来るA 型と、1本のクライストロン専用のB型とが有り、ともにカソード、ヒーター ( 容量30V、28A ) 、変調アノード ( 容量 80kV、実用 5mA )、主収束コイル ( 容量780V、12A )、補助収束コイル ( 容量55V、10A ) の各直流電源と、クライストロン保護の為のクローバー回路、を有している。 MR 用としてA 型14台、B型8台 ( 2台はクライストロン、空洞の試験、エージング用 ) が用意され順次電源棟内に配置され加速器の運転に使用された。
通常のクライストロンでは、DC から高周波への変換効率は、どんなに頑張っても 60〜70%止りで、電子ビームの余剰運動エネルギーはコレクターで熱に変換される。本クライストロンはコレクターの冷却に蒸発潜熱を利用する蒸発冷却方式を採用しており、この規模の大電力クライストロンシステムとしては世界にもほとんど例が無い。お蔭でコレクターの設計と、性能維持の為の保守はそれだけ厳しくなったが、純水冷却設備は大幅に規模縮小する事が出来た。サーキュレーター、ダミーロード、方向性結合器、マジックティー、位相調整器、等の大電力用高周波コンポーネントは、クライストロンと共に開発改良され安定な物に仕上がった。これらのトリスタンで培われた技術やノウハウは今後 KEKBをはじめとする多くの大電力高周波システムに生かされて行くであろう。
トリスタンでは、ビーム当たりのエネルギーは、目標値で 25〜30 GeV ( 当時で世界最高 ) 、到達値で 最高 32 GeV と高く、周長の割に加速空洞の占める長さ従って加速に必要な高周波電圧が大きい。又シンクロトロン放射によって失われるエネルギーも膨大で、高周波源に要求される出力、効率、安定度は他の加速器に比して非常に大きい。 最高出力 1 MW 及び 1.2 MW 連続波クライストロンは、この事を背景に、高エネルギー物理学研究所と製造メーカー(それぞれ、フィリップス及び 東芝 ) との緊密な共同作業により開発改良されてきた。
＞0 ) と、 1.2 MW 球に特有の Fast Selfrecovery Breakdown に起因するアノードスパイク ( 
