1 / 19

Journées Accélérateurs – Roscoff - 10 Octobre 2005

Cavités Supraconductrices à Hauts Gradients Collisionneurs Linéaires. Journées Accélérateurs – Roscoff - 10 Octobre 2005. Bernard VISENTIN. 500 GeV 1 TeV. 30 km 20 000 cavités 35 MV/m.

darryl-aguirre
Download Presentation

Journées Accélérateurs – Roscoff - 10 Octobre 2005

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Cavités Supraconductrices à Hauts Gradients Collisionneurs Linéaires Journées Accélérateurs – Roscoff - 10 Octobre 2005 Bernard VISENTIN

  2. 500 GeV 1 TeV 30 km 20 000 cavités 35 MV/m X-ray Free Electron Laser: 20 GeV – 2.1 km – 936 cavités – 23.5 MV/m Accélérateurs Linéaires Supraconducteurs

  3. Hauts Gradients Coût Relatif ( $ ) C. Adolphsen (SLAC) Eacc (MV/m)

  4. LA RECETTE : Electrochimie + Etuvage EPAC’98 SRF Workshop’97 Eacc = 40 MV/m

  5. R & D fondamentale 100 mm 100 mm Electrochimie  ? Chimie Standard Cathode - (Al) Anode + (Nb) FS ( 1:9 ) V ( 17 volt ) – J ( 60 mA/cm2 ) Trempage FNP ( 1:1:2 )

  6. R & D appliquée Electrochimie Reproductibilité - Emission de Champ

  7. R & D appliquée • Impuretés dans le bain EP • émission gaz (H2), dépôt (S) et corrosion à la cathode (Al) • rinçage à l’alcool des cavités • Durée de vie du bain ( Nb dissout ): HF  • FS ( 1:9 ) - 9 g/l  FS ( 4:9 ) - 23 g/l • Optimiser les paramètres EP ( V-I ) • choix zone de fonctionnement ( plateau, …) Optimisation des Performances banc EP pour test sur cavité mono-cellule ( C. Antoine ) F. Eozénou et al. (ThP02) – A. Aspart et al. (ThP03) SRF Workshop’2005

  8. Quelle que soit la structure du niobium … ( Mono or Poly-cristal,)  la méthode de fabrication …(Soudure FE or Hydroformage, Nb massif ou Nb/Cu feuilles)  le traitement thermique … ( sans, 800°C, 1300°C/Ti )  le traitement chimique … ( Electropolissage ou B C P ) Etuvage Phénomène Universel in-situ (UHV) T = 110 - 120 °C t = 1 – 2 jours TTF 1.3 GHz - Saclay Poly-cristal 1300°C / Ti Chimie Standard 1:1:2 TTF 1.3 GHz - Saclay / KEK Poly-cristal Sans TraitementThermique Electropolissage LL 2.2 GHz - JLab Mono-cristal 800°C – 1250°C / Ti Chimie Standard 1:1:1

  9. Etuvage  Traitement Définitif T = 120 °C / 2 jours + Exposition à l’air sans précautions particulières - 4 ans - Traitement HF Rinçage Haute Pression

  10. SRF Workshop ’ 2003 – Travemünde – TuO 01 Origine du Phénomène ? Théories ( 6 ) Observations Expérimentales

  11. R & D fondamentale Hypothèse de Travail : Pente à Haut Champ Etuvage dopage du Nb par Oxygène Diffusion O

  12. Paramètres Etuvage ( T , t ) sans changer la Pénétration de l’ Oxygène 2ème loi de Fick  solutions analytiques 110 °C / 60 heures équivalence 145 °C / 3 heures solide semi-infini : C(0,t) = CS couche mince oxyde : C(x,0) = Q d(x)

  13. SRF Workshop ’ 2005 - Cornell University – TuP05 Etuvage « Rapide » ( Ultra Vide ) • lampes Infra Rouges ( montée rapide en T ) • pompage interne de la cavité 145 °C - 3 heures Similarités avec Etuvage Standard Hypothèse Vérifiée

  14. R & D appliquée Mise en Œuvre peu adaptée à la Productionen masse de Cavités Gain de temps : Etuvage rapide Risques de fuite hélium (T) : Etuvage avant Assemblage Etuvage à l’air Gagner une étape: Etuvage remplace Séchage Électrochimie + Rinçage Eau Ultra Pure Rinçage Haute Pression - 85 bars (FE) Salle Blanche ( Classe 100 ) Séchage Air : 3 heures Assemblage + Test Hélium (Test RF ) Banc de Test (Cryostat Vertical ) Etuvage sous Ultra Vide 110 °C / 2 jours  145 °C / 3 heures Test RF

  15. SRF Workshop ’ 2003 – Travemünde – MoP 19 « Ultra Vide »  « Etuvage sous Air » Interaction Atmosphère - Nb Surface cavité non fermée dans une Etuve (atmosphère pièce - pressionatmosphérique ) 110 °C 60 heures + HPR Pas de modification apparente due à l’atmosphère, mais…

  16. Etuvage Rapide à l’air 145°C / 3 heures + HPR Étuve Cavité Humide après HPR lampes IR Cavité sèche SB hygrométrie 60% Mauvais Résultats après étuvage (RS, quench) interaction entre atmosphère et surface Nb(  Etuvage Rapide UHV )

  17. O % ( provenance : NbOX, Nb2O5 ) Provenance : H2O en surface O % Contrôler la concentration Oxygène dans Niobium

  18. Etuvage Optimisé pour la Production Rinçage Haute Pression - 85 bars (FE) Salle Blanche ( Classe 100 ) Séchage Air Chaud : 145°C,t < 3 heures Assemblage + Test Hélium RF Test Rapide Etuvage Air sur Cavité Humide sous FluxLaminaire (FE) OK t< 3heures turbulences

  19. les Cavités Supra à Hauts Gradients Nécessité d'une R & D Electropolissage Etuvage Fondamentale et Appliquée

More Related