Contribución al proceso de reacondicionamiento de amplificadores klystron para aceleradores lineales de partículas en ESS Bilbao

Abstract

RESUMEN: Este trabajo fin de Máster se ha desarrollado a partir de la colaboración entre el Departamento de Ingeniería de Comunicaciones de la Universidad de Cantabria y el Consorcio ESS Bilbao que tuvo lugar de febrero a junio de 2019. Apoyado por este marco colaborativo, el estudio se centra en tres áreas clave: proporcionar un soporte técnico in situ para el proceso de reacondicionamiento de amplificadores klystron; contribuir a nuevas mejoras e iniciativas; para crear valor añadido y ganar experiencia en el campo científico y tecnológico de aceleradores de partículas. Se han llevado a cabo diferentes desarrollos y mejoras en las instalaciones de prueba de radiofrecuencia del Consorcio ESS Bilbao, enmarcados en la optimización de los procesos de reacondicionamiento de amplificadores klystron de alta potencia. Se han llevado a cabo simulaciones circuitales y cambios de hardware en el sistema de protección de máquina. Se ha diseñado y desarrollado un nuevo software de medidas automáticas para la caracterización más ágil del comportamiento del klystron. También se ha elaborado un software para la medida de altos niveles de potencia de RF aplicando calorimetría. Estas actividades siempre se llevaron a cabo bajo las recomendaciones específicas establecidas de ESS y los requisitos técnicos.

ABSTRACT: This Masters dissertation has developed from the partnership between the Department of Engineering Communications at the University of Cantabria and ESS Bilbao Consortium which took place from February to June 2019. Supported by such collaborative framework, this study focuses on three key areas: to provide an in situ technical support for the Klystron amplifiers reconditioning process; to contribute to new improvements and initiatives; to create added value and gain experience in the scientific and technological field of particle accelerators. Different developments and improvements have been carried out at the ESS Bilbao Consortium RF Test Stand, focused on the optimization of high-power klystron amplifiers reconditioning procedures. Circuit simulations and hardware changes in the machine protection system have been accomplished. New automated measurement software has been designed for an enhanced characterization of the klystron behaviour. In addition, a measurement software has been developed for an accurate measurement of high-power levels using calorimetry. Such activities were always performed under established ESS specific recommendations and technical requirements.