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Cryomodules A et B SPIRAL 2

Journées accélérateurs Roscoff 2013. Cryomodules A et B SPIRAL 2 . Pierre BOSLAND (CEA/DSM/IRFU) Guillaume OLRY (CNRS/IN2P3/IPN ORSAY) Yolanda GOMEZ-MARTINEZ (CNRS/LPSC Grenoble) R. Ferdinand, P.E. Bernaudin (GANIL) Pour les équipes cryomodules A and B . Configuration de l’accélérateur.

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Cryomodules A et B SPIRAL 2

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Presentation Transcript

  1. Journées accélérateurs Roscoff 2013 Cryomodules A et B SPIRAL 2 Pierre BOSLAND (CEA/DSM/IRFU) Guillaume OLRY (CNRS/IN2P3/IPN ORSAY) Yolanda GOMEZ-MARTINEZ (CNRS/LPSC Grenoble) R. Ferdinand, P.E. Bernaudin (GANIL) Pour les équipes cryomodules A and B

  2. Configuration de l’accélérateur

  3. Le LINAC Supraconducteur lattice 1940 mm lattice 1190 mm Beta 0.07 energy section Beta 0.12 energy section L32 m

  4. LINAC – CMA b=0,07

  5. Le cryomodule A Enceinte à vide Écranmagnétique µmétalplaquésurl’enceinte connections cryogéniques Manteau de superinsolant Systèmed’accord Vannesfaisceau (tout méta)l Écranthermique 60K • Specifications: • Vides séparés • Pertes cryo statiques < 11 W • Pertesdynamiques < 10 W par cavity à Eacc 6.5 MV/m 610 mm

  6. Design de la cavité A Pcav < 10 W @ 6.5 MV/m PCu ~ 1.5 W @ 6.5 MV/m Cavité en niobium massif Systèmed’accord en fréquence Tank hélium en acierinoxydable Joint indium Fond démontable (en cuivre)

  7. Design de la cavité A Refroidissement du fond de la cavité par un bloc de cuivre équipé d’un système de thermosiphon et tresses Fond de la cavité supraconductrice Bloc cuivre thermosiphon à 4K 4K Tresses et leur support fixés sur le haut de la manchette du coupleur Coupleur de puissance Tresses de thermalisation de la manchette reliées à l’écran cuivre à 60K 300K

  8. Conditionnement RF du coupleur Decreasing  2ms /6db • Conditionnement RF du coupleurnécessaire • Etape 1: conditionnement à 300K jusqu’à 10kW, cw (1h) • Etape 2: conditionnement à 4.5k, cavitédésaccordée • Etape 3: cavitéaccordée – montée en champ • Jusqu’à 4 MV/m en mode continu, en générallimité par des quench dus à l’émissionélectronique • Poursuite du conditionnement en mode pulsé à 50Hz • Cycle utile limité pour conserver uneconsommationcryogéniquemesurée (15 to 30%) • Augmentation progressive de Pi jusqu’àPmax (8-10kW), et Eacc de 8 to 10MV/m Pt : 8MV/m RX Pi : 3kW

  9. Status des CMA 12 cavités qualifiées ZANON & SDMS 8 cryomodules assemblés 7 testés

  10. Occupation de la salle blanche pour la production des cryomodules XFEL Arrêt de la production des CMA en 2013Construction d’une nouvelle salle blanche à Saclay High Pressure Rinsing HPR IS0 7 26,1 m2 IS0 5 51,85 m2 Reprise des activités pour finir les 4 derniers CMA: janvier 2014

  11. LINAC – CMB b = 0.12

  12. Cryomodule B Circuits cryogeniques CTS etplongeur Cryostathelium buffer • Specifications: • Separate vacuum • Alignment from outside • Static losses < 11 W • Dynamic losses < 10 W per cavity for Eacc6.5 MV/m Écran thermique Blindage magnétique Vanne faisceau Axe faisceau Coupleurs de puissance

  13. Cavité haut béta Systèmed’accord Cavity frequency • Fond soudé • Tank LHe en titane • Systèmed’accordbasésur un plongeur Change of direction Motor drive Problème d’“hystérésisnegatif” dû à la mécanique. Ceproblèmeestrésolu.

  14. CMB

  15. Etuvage des cavités 2 jours à 110°C

  16. CMB status • Cavités : • Les 16 cavitésonttoutesétéqualifiées sans et avec plongeur • Cryostats : • Trois cryomodules qualifiés aux spécifications RF, vide et pertescryogeniques. Mais 1 cryomodule nécessite un réalignement. • 1 cryomodule a étélivré au GANIL • Le deuxième cryomodule sera livré en octobre • L’ensemble des cryomodules B sera livré au GANIL avantseptembre 2014

  17. LINAC Power coupler

  18. Coupleurs de puissance RF • Qualifiésjusqu’à 40kW CW en traveling wave • 20 ontétéconditionnésjusqu’à 20kW CW en standing wave (circuit ouverts) • Durée de conditionnement: < 1 heure • Planning: fin des conditionnement de tous les coupleursavant Noël 2013

  19. Les coupleurs • Identiques pour les cavités bas et haut béta • Les Qext 5.5 105 (CMA) • et 1.0 106 (CMB), sontobtenusenajustant la pénétration de l’antenne Antennecreuse Fenêtrecéramique (sans TiN) Port de pompage Pickup électrons Circuit de refroidissement de la céramique (air)

  20. Champ électrique en bout d’antenne du coupleur E atteint12 MV/m (CMA) à l’extrémité de l’antenn au champ nominal (accelerating gap area around 37 MV/m) Pertesstatiques + dynamiques 1.0 à 1.5 W (calculé et mesuré) Pas de multipactor au delà de 150 W de puissance incidente

  21. Assemblage et préparation des Cryomodules Comptagesystématique des poussières des piècesmontéessur les cavités HPR rinsing and beam vacuum sealing in ISO 4 clean rooms Cryomodules A: pas de HPR après le tests en CV et l’assemblage du CM (remise à PA lente avec N2 filtré) (Coupleurpreparédans la salle blanche du LPSC

  22. Test de transport • 1 CMA: • Transport Saclay – Caen • déchargement à Caen • Transport Caen – Saclay • Tests de qualification complets à Saclay • Résultat: le transport n’a réduit les performances du cryomodule et de la cavité. Transport du 1er CMB livré au GANIL

  23. Conclusions • 7 CMA et 2 CMB prêts pour leur installation surl’accélérateur • 1 cryomodule B déjà livré au GANIL • Livraison des derniers cryomodules prévue en septembre 2014 • Début d’installationsur le LINAC: janvier2014 • LINAC supraconducteur à 4 k avant la fin de l’annéeprochaine

  24. Merci pour votre attention

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