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Guillaume OLRY

Design d’une cavité demi-onde (HWR) 176 MHz pour SPIRAL2. Guillaume OLRY. ~45 m. QWR ou HWR 176 MHz. QWR 88 MHz. Source D+. 88 MHz. b =0.07. b =0.14. D+ : E=40 MeV 1/3 : E=14.5 MeV/u. Source ions q/A=1/6. Source ions q/A=1/3. Linac de référence. Programme de R&D :

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Presentation Transcript

  1. Design d’une cavité demi-onde (HWR) 176 MHz pour SPIRAL2 Guillaume OLRY

  2. ~45 m QWR ou HWR 176 MHz QWR 88 MHz Source D+ 88 MHz b=0.07 b=0.14 D+ : E=40 MeV 1/3 : E=14.5 MeV/u Source ions q/A=1/6 Source ions q/A=1/3 Linac de référence Programme de R&D : • Pas de R&D: QWR 88 MHz, b=0.07 • R&D sur QWR ou HWR à 176 MHz, b=0.14 • CEA/Saclay sur la QWR • IPN/Orsay sur la HWR La faisabilité, le prix et les performances déterminent le choix entre ces 2 types de cavités

  3. Différentes étapes de l’étude & objectifs MAFIA Calculs des différents paramètres RF (f, Es/Eacc, Bs/Eacc, Vacc, Pdissipée …) COSMOS/MICAV Calculs de tenue à la pression + sensibilité au tuning + rigidité CATIA Génération du modèle 3D Fabrication… Les objectifs « durs »: • RF: Eacc>6.5 MV/m pour Esmax<40 MV/m et/ou Bsmax<80 mT • Mécanique: Contraintes max < 50 MPa (sous 1bar de pression) Plus: couplage RF,sensibilité au tuning, rigidité, vibrations mécaniques… Es/Eacc<6.15 Bs/Eacc<12.3 mT/MV/m

  4. Minimiser Es/Eacc & Bs/EaccPremière approche avec une forme « simple » 5.7 16.3 0.33

  5. Axe faisceau Études RFOptimiser Es/Eacc Forme oblongue (« racetrack ») Avantages p.r à forme cylindrique: • Es/Eacc<5 • Minimise effet défocalisant (asymétrie des champs transverses) cylindrique racetrack

  6. Études RFOptimiser Bs/Eacc • Passer d’une forme cylindrique à une forme conique Bs/Eacc mais puissance dissipée … donc compromis à trouver

  7. Études mécaniquesTenue à la pression @ 1bar Conditions limites: 1 bord fixe / 1 bord libre déplacements contraintes 0.08 mm max 16 MPa max Épaisseur du Niobium de 3 mm OK

  8. Études mécaniquesSensibilité au tuning Conditions limites: 1 bord fixe / 1 bord libre Effort de 1000 N exercé sur un tube faisceau extension 0.5 mm Rigidité K= 2000 N/mm Sensibilité = 30 kHz/mm

  9. Résultats

  10. Suite et FIN • Nouvelle architecture du linac : utilisation de cryomodules « courts » à 1 ou 2 cavités • Tout à 88 MHz avec des QWR b=0.07 & b=0.12 • … • « La HWR 176 MHz b=0.14 est morte … vive la QWR 88 MHz b=0.12 » ~900 mm ~400 mm

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