Инжекция электронов и позитронов в коллайдер ВЭПП-2000

• Автор: Беркаев, Дмитрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 76 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава!. Проект ВЭПП-2

1.1. Накопитель-охладитель БЭП

1.2. Коллайдер ВЭПП-2

1.3. Инжекция в ВЭПП-2

1.3.1. Инфлектор бегущей волны

1.3.2. Геометрическая апертура структуры ВЭПП-2

1.4. Лксептанс структуры ВЭПП-2

Глава 2. Физический проект каналов инжекции частиц в коллайдер ВЭПП-2000

2.1. Геометрия каналов инжекции

2.2. Общий вид каналов инжекции
2.3. Оптика каналов инжекции
2.4. Магнитные элементы каналов инжекции
2.4.1. Магниты 17.2° и 41.2°
2.4.2. Импульсные квадрупольные линзы
2.4.3. Магнитные измерения квадрупольной линзы
2.4.4. Выпускной магнит БЭП — магнит М
2.4.5. Магниты МЪ и МХ
2.4.6. Впускной промежуток
2.4.7. Корректирующие магниты
Глава 3. Система измерения параметров пучка в транспортных каналах
3.1. Вторично-эмиссионные датчики
3.2. Датчики тока изображения
3.3. Аппаратное и программное обеспечение
3.4. Пример измерения с помощью системы ИПП: электронная оптика в начале
каналов

Глава 4. Система автоматизации каналов инжекции
4.1. Управление импульсными элементами каналов
4.2. Управление источниками постоянного тока
4.3. Управление генераторами инфлекторов
4.4. Система синхронизации каналов
4.5. Структура программного обеспечения
4.6. Программы управления и контроля
4.6.1. Управление каналами инжекции в ВЭПГ1-2
4.6.2. Контроль импульсных источников питания
4.6.3. Управление генераторами инфлекторов
Заключение
Приложение А. Датчик тока изображения
А. 1. Вычисление заряда и числа частиц в пучке
А.2. Вычисление координат
Литература
Введение
Начиная с 1974 г. электрон-позитронный коллайдер ВЭПП-2М в Новосибирске успешно работал в диапазоне энергий от порога рождения адронов до 1.4 ГэВ в с.ц.м. С помощью двух современных детекторов СНД и КМД-2 был набран интеграл светимости порядка 74пбн~1. Это позволило детально изучить большинство каналов адронной е+е~ аннигиляции.
Весной 2000 года в ИЯФ СО РАН принято решение о модернизации ускорительного комплекса ВЭПП-2М для повышения светимости и увеличения максимальной достижимой энергии до 2 ГэВ, что позволит существенно расширить потенциал доступных экспериментов на комплексе. Кроме того, этот коллайдер позволит проверить концепцию круглых сталкивающихся пучков. Новый проект получил название ВЭПП-2000.
В связи с значительной модернизацией комплекса возникла необходимость проектирования новых каналов транспортировки и инжекции электронов и позитронов из бустерного накопителя БЭП в кольцо коллайдера ВЭПП-2000. Несмотря аа то, что это кольцо имеет геометрию, похожую на ВЭПП-2М, модифицировать старые каналы не представлялось возможным, так как они рассчитаны на максимальную энергию 600 МэВ, и транспортируют пучки в те места, где у новой машины будут располагаться триплеты квадрупольных линз.
Новые каналы, должны быть рассчитаны на энергию вплоть до 900 МэВ и транспортировать 108 — 1011 частиц в пучке, а также обеспечивать согласование оптических функций колец БЭП и ВЭПП-2000.
Целью данной работы является создание каналов транспортировки и инжекции электронов и позитронов в новый коллайдер ВЭПП-2000. Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи: расчёт основных параметров однооборотной инжекции в электронно-оптическую структуру нового коллайдера ВЭПП-2000; расчёт геометрии, оптической схемы, а также расчёт магнитных параметров элементов каналов инжекции из бустерного накопителя БЭП в новый коллайдер ВЭПП-2000; создание системы измерения параметров пучков в каналах и создание системы автоматизации управления этими каналами, интегрированной в общую систему автоматизации всего ускорительного комплекса ВЭПП-2000.
Разработка и создание каналов транспортировки и инжекции электронов и позитронов в новое кольцо коллайдера ВЭПП-2000 с максимальной эффективностью позволили

Таблица 2.7. Основные параметры магнитов MZ/ MX.
Параметр Значение
Поле, кГс В 15/11.
Радиус, см г 200/
Угол поворота а 6.57° /5.0°
Зазор, мм h
Длина, см 1 29.
Градиент, кГс/см G
Ток в шинах, кА I 2/1.
Число витков W 6x
Индуктивность, мкГн L
Энергоёмкость, Дж W 168/
Ёмкость источника, мкФ С 800/ 1
Время максимума, мке Т/4 430/
2.4.6. Впускной промежуток
Впускной промежуток коллайдера представлен па рисунке 2.17. Как видно из рисунка, впускной участок разделен на впускной и доворачивающий магниты с пересечением электронной и позитронной траекторий между ними. Такое решение позволяет уменьшить поле впускных магнитов до 20 кГс (для сравнения: 30 кГс в проекте ВЭПП-2М), что значительно снижает требования на механическую прочность его ножа. Доворачивающий магнит с полем 30 кГс не имеет ножа, поэтому нет и жёстких требований на прочность конструкции этого магнита. Оба типа магнитов выполнены по схеме, аналогичной выпускному магниту БЭП (п. 2.4.4) Основные параметры данных магнитов, рассчитанные с помощью программы MERMAID[, приведены в таблице 2.8.
1 Специальный модуль программы MERMAID позволяет производить расчеты импульсных магнитных
полей.