STFビームライン
2009/06/01 ミーティング資料
Shigeru KASHIWAGI (ISIR, Osaka Univ.)
-------------------------------------------------------------------------------------ソレノイド電磁石・電源
STFビームライン
その他
ソレノイド電磁石
 2009年後期11月頃から、STFで使用できる。
 ソレノイド製作の問い合わせをIDXにかけた(Sband用ソレノイドを近年数台製作している)、
一品物である事、スケジュール的に難しいという事で断られた。
 テクノ電気にも問い合わせをかけ、技術的・納期的にも可能だという回答をもらった。近日中
に概算での見積りを出してもらう。トーキンマシナリーからもレスポンスはあった。
• バッキングコイルをサイドに置く方式
•軸上のピーク磁場 ~3000Gauss
(通常は2000Gauss前後で使用)
• ボア径 > φ280mm
•電源
ATFのシールド上に置いてある
J-PARK用に製作されたものを改造し
て使用してはどうか?
(25V x 600A、水冷、安定度10-3)
*S-band用ソレノイド
150A x 0.15 ohm =25.5V
電圧が少し厳しい、精度を10-4に改造
するために1台あたり70万円
STFビームライン
要検討事項
1. シケインを導入するか?
2. 集束用の2段目のソレノイドを導入するか?
3. アナライザー電磁石
シケイン
長所: ダークカレントの削減
@LUCX; 50mmオフセットのシケインで-70% +コリメータで更に半分 → 約1/3)
@DESY;キャプチャー空胴前にアイリスを挿入してカット
短所: バンチ間隔がずれる → RFガンでのエネルギー補正が必須
(直線構造でも5MeVと4.5MeVの電子(dE/E~10%)だと、2mドリフトを進んだ時に
約8ps到達時間差が生じる)
導入した方がメリットが大きいと思われる
2段目のソレノイド電磁石
・カソードからキャプチャー空胴入口までの距離が2m程度までなら、空胴入口でウエストを造
ることは可能? (次のスライド)
・シケインを採用する場合は、空胴までの距離が長くなるのでシケイン下流に集束系が必要。
スペースがあれば導入した方がよい
アナライザー電磁石
・シケインを採用する場合には不要。
Beam simulation (1nC)
Parameters
Initial pulse length (s) = 4.3ps (Gaussian: 3s)
Laser spot size (s) = 0.17mm (Gaussian: 3s)
Bunch charge = 1nC
Rf phase (rf-gun) = -45 deg (max. energy)
Beam size x
10
Beam size
stdx [mm]
8
Energy [MeV]
7
6
2250 Gauss
4
2
2440 Gauss
5
0
Emittance min.
0
0.5
35
3
2
1
0
Solenoid peak: 2070Gauss
-80
-60
-40
-20
rf phase [deg]
0
20
40
rms emittance[mm mrad]
Energy [MeV]
6
4
2070 Gauss
8
Peak gradient 56 MV/m
z [m]
rms emittance
1
30
1.5
Emittance
25
20
15
2440 Gauss
10
5
2250 Gauss
0
0
0.5
z [m]
1
2070 Gauss
1.5
Design of the new section
The new cold-warm transition
Adjustable
fixture
ofthe
thegun and
The
new
gun
section
on
Rail
system
for
…
the
cathode
The
gun and …system
with bellows and
reordered
valve
allows
forsystem
alignment of
its
table
the
cathode
vacuum components
the end tube
The new gun section
Precise alignment grooves
on the table
ビームライン案
• シケイン採用
• 2nd Solenoid 採用
• スリット使用(シケイン中)
•ビームライン高さ
1200mm(400mm)
• レーザー垂直入射、最終ミラーはシケイン途中に設置(真空外)
• カソードからキャプチャー空胴までの距離、約3300mm。
• 導波管下流のGVで切り離し可能(RF窓を空胴に近い部分につけ、そこで切り離せるようにする)
Beam simulation (20nC)
Solenoid; 2250Gauss
カソード上でのレーザーサイズを変化させ
た時の異なる縦方向位置でのエミッタンス
stdx [mm]
Parameters
Initial pulse length (s) = 4.3ps (Gaussian: 3s)
Bunch charge = 20nC
Rf phase (rf-gun) = -60deg (emit. min)
12
3mm
6mm
8mm
10
8
6
4
2
0
Laser spot size on cathode
Beam size
0
0.2
0.4
100
80cm
100cm
120cm
80
70
60
50
40
600
emittance [mm mrad]
rms emittance [mm mrad]
90
3
4
5
6
7
Laser size (FWHM) [mm]
8
0.6
z [m]
0.8
1
1.2
Emittance
3mm
6mm
8mm
500
400
300
200
50mm mrad以下
100
0
0
0.2
0.4
0.6
z [m]
0.8
1
高電化量の場合はレザースポットを拡げる必要あり
1.2
ダウンロード

L-band RF-gun ミーティング