SPPC注入器链中SS环Lattice的初步研究
发布时间：2019-11-30 19:21
【摘要】：SPPC项目对对撞机和高能物理发展有重大意义.作为SPPC注入器链的末端,SS环将质子能量从180GeV加速到2.1TeV,其性能与SPPC束流品质密切相关.为此初步探究了可用于SS环的Lattice结构.首先,讨论了SPPC整体设计需求对SS环填充模式的要求.在此基础上,使用了MADX程序,设计了两种Lattice结构:SSH和SSV,分别用于水平和垂直方向在快轴引出.分析得到SSH和SSV的横向闭轨偏离分别小于0.432mm和0.337mm.目前得到的Lattice结构可以作为下一步研究工作的基础.
【图文】：
５．６超导弯铁最高磁场／Ｔ２０注入能量／ＴｅＶ２．１注入时质子磁刚度／（ＴsIｍ）７００７．９７５对撞点数目２对撞点峰值亮度／（ｃｍ－２·ｓ－１）１．２Ｅ３５对撞点Ｂｅｔａ函数值／ｍ０．７５循环束流流强／Ａ１．０束团间隔／ｎｓ２５束团数２．０Ｅ１１弧段同步辐射功率／Ｗ５７．８作为ＳＰＰＣ前级加速器的必要条件，概念设计中采用了由四级加速器组合的注入器链，由一个直线加速器和三个环形加速器组成．四级组合注入器链如图１如示．［４］图１中，，ｐ－Ｌｉｎａｃ是引出能量为１．２ＧｅＶ的超导直线加速器，ｐ－ＲＣＳ是引出能量为１０ＧｅＶ的快循环同步加速器，ＭＳＳ是引出能量为１８０Ｇｅｖ的中阶段同步加速器，ＳＳ（ｓｕｐｅｒｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ）是引出能量为２．１ＴｅＶ的同步加速器．ＳＳ环是周长大约为７．２ｋｍ，位于ＳＰＰＣ注入器链尾端的最后一级加速器．由于ＳＳ环主要为ＳＰＰＣ提供注入质子束，因此ＳＳ环性能的好坏直接影响到ＳＰＰＣ的性能，ＳＳ环图１用于ＳＰＰＣ的注入器链Ｆｉｇ．１ＴｈｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｃｈａｉｎｆｏｒＳＰＰＣ的设计也尤为重要．本文针对ＳＰＰＣ对撞质心能量为７１．２ＴｅＶ，着重介绍了适于ＳＳ环多次部分填充注入、一次快速单圈引出的Ｌａｔｔｉｃｅ设计进行的初步探究．１ＳＳ环填充模式ＳＳ环的首要目的是为ＳＰＰＣ双环提供所需注入能量的质子束流．根据总体设计，如果其前级加速器ＭＳＳ已制备了ＳＰＰＣ所需要的基本束团结构
盖两个束团串（包含２μｓ时长的空Ｂｕｃｋｅｔｓ串）的引出冲击磁铁梯形磁场波形宽度远大于ＳＳ环注入冲击磁铁梯形磁场波形宽度．通常，引出冲击磁铁梯形磁场波形有更长的上升时间和下降时间．这样，ＳＳ环中质子回旋时间是２４．０１６６μｓ，如果（包含一个时长为２μｓ空ｂｕｃｋｅｔｓ串间隔）填充ＳＳ环的两个质子束团串长度短于９．５μｓ，则可能从ＳＳ环快速安全地引出总长２１μｓ的非连续的两个束团串．图２ＬＨＣ中冲击磁铁波形的前沿Ｆｉｇ．２ＫｉｃｋｅｒｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｗａｖｅｆｏｒｍｏｆＬＨＣＳＳ环可以采用快速轴上引出模式，一次单圈快速引出．对应这种引出模式，其填充模式均是由两个不相连的两个束团串组成．与一次单圈引出对应的填充模式不同，两个不相连的长束团串之间的两个空ｂｕｃｋｅｔｓ串间隔不等．２ＳＳ环Ｌａｔｔｉｃｅ设计ＳＳ环的主要设计参数如表２所示．表２ＳＳ环的主要参数Ｔａｂ．２ＴｈｅｍａｉｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＳＳｒｉｎｇ物理量名称值单位周长７．２ｋｍ超周期数２谐波数４８０４ＲＦ频率（引出时）２００．０２８２ＭＨｚＲＦ频率（注入时）２００．０２５５ＭＨｚＲＦ总腔压１７ＭＶＲＦ腔数目１２同步相角１５５ｒａｄＳＳ环采用双超周期结构的Ｌａｔｔｉｃｅ布局．每个超周期结构表示为：ｈａｌｆｏｆＬＳＳ１，ＤＳＰＬ，ＡＲＣＦＯＤＯ，ＤＳＲＰ，ＬＳＳ２，ＤＳＰＬ，ＡＲＣＦＯＤＯ，ＤＳＰＲ，ｈａｌｆｏｆＬＳＳ１部分，其中：ＬＳ
本文编号：2568035
【图文】：
５．６超导弯铁最高磁场／Ｔ２０注入能量／ＴｅＶ２．１注入时质子磁刚度／（ＴsIｍ）７００７．９７５对撞点数目２对撞点峰值亮度／（ｃｍ－２·ｓ－１）１．２Ｅ３５对撞点Ｂｅｔａ函数值／ｍ０．７５循环束流流强／Ａ１．０束团间隔／ｎｓ２５束团数２．０Ｅ１１弧段同步辐射功率／Ｗ５７．８作为ＳＰＰＣ前级加速器的必要条件，概念设计中采用了由四级加速器组合的注入器链，由一个直线加速器和三个环形加速器组成．四级组合注入器链如图１如示．［４］图１中，，ｐ－Ｌｉｎａｃ是引出能量为１．２ＧｅＶ的超导直线加速器，ｐ－ＲＣＳ是引出能量为１０ＧｅＶ的快循环同步加速器，ＭＳＳ是引出能量为１８０Ｇｅｖ的中阶段同步加速器，ＳＳ（ｓｕｐｅｒｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ）是引出能量为２．１ＴｅＶ的同步加速器．ＳＳ环是周长大约为７．２ｋｍ，位于ＳＰＰＣ注入器链尾端的最后一级加速器．由于ＳＳ环主要为ＳＰＰＣ提供注入质子束，因此ＳＳ环性能的好坏直接影响到ＳＰＰＣ的性能，ＳＳ环图１用于ＳＰＰＣ的注入器链Ｆｉｇ．１ＴｈｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｃｈａｉｎｆｏｒＳＰＰＣ的设计也尤为重要．本文针对ＳＰＰＣ对撞质心能量为７１．２ＴｅＶ，着重介绍了适于ＳＳ环多次部分填充注入、一次快速单圈引出的Ｌａｔｔｉｃｅ设计进行的初步探究．１ＳＳ环填充模式ＳＳ环的首要目的是为ＳＰＰＣ双环提供所需注入能量的质子束流．根据总体设计，如果其前级加速器ＭＳＳ已制备了ＳＰＰＣ所需要的基本束团结构
盖两个束团串（包含２μｓ时长的空Ｂｕｃｋｅｔｓ串）的引出冲击磁铁梯形磁场波形宽度远大于ＳＳ环注入冲击磁铁梯形磁场波形宽度．通常，引出冲击磁铁梯形磁场波形有更长的上升时间和下降时间．这样，ＳＳ环中质子回旋时间是２４．０１６６μｓ，如果（包含一个时长为２μｓ空ｂｕｃｋｅｔｓ串间隔）填充ＳＳ环的两个质子束团串长度短于９．５μｓ，则可能从ＳＳ环快速安全地引出总长２１μｓ的非连续的两个束团串．图２ＬＨＣ中冲击磁铁波形的前沿Ｆｉｇ．２ＫｉｃｋｅｒｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｗａｖｅｆｏｒｍｏｆＬＨＣＳＳ环可以采用快速轴上引出模式，一次单圈快速引出．对应这种引出模式，其填充模式均是由两个不相连的两个束团串组成．与一次单圈引出对应的填充模式不同，两个不相连的长束团串之间的两个空ｂｕｃｋｅｔｓ串间隔不等．２ＳＳ环Ｌａｔｔｉｃｅ设计ＳＳ环的主要设计参数如表２所示．表２ＳＳ环的主要参数Ｔａｂ．２ＴｈｅｍａｉｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＳＳｒｉｎｇ物理量名称值单位周长７．２ｋｍ超周期数２谐波数４８０４ＲＦ频率（引出时）２００．０２８２ＭＨｚＲＦ频率（注入时）２００．０２５５ＭＨｚＲＦ总腔压１７ＭＶＲＦ腔数目１２同步相角１５５ｒａｄＳＳ环采用双超周期结构的Ｌａｔｔｉｃｅ布局．每个超周期结构表示为：ｈａｌｆｏｆＬＳＳ１，ＤＳＰＬ，ＡＲＣＦＯＤＯ，ＤＳＲＰ，ＬＳＳ２，ＤＳＰＬ，ＡＲＣＦＯＤＯ，ＤＳＰＲ，ｈａｌｆｏｆＬＳＳ１部分，其中：ＬＳ
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