Математические модели в проектах нового позитронного источника для KEKB и детектора SiD для ILC

• Автор: Тропин, Игорь Станиславович
• Шифр специальности: 01.04.16, 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Содержание
Введение .

Глава 1. Методы и подходы математического моделирования физических процессов

1.1. Математическая модель переноса излучения.

1.2. i i инструмент для описания геометрии ускорителей и выведенных линий

1.3. Моделирование начальных фазовых координат частиц пучка . .

1.4. Оценки характеристик радиационных нолей на случайных траекториях .

1.5. Моделирование тепловой нагрузки мишени

1.6. Вычислительная схема метода конечных объмов

1.7. Тестирование программы теплопереиоса

1.8. Выводы
Глава 2. Исследование характеристик позитронного источника линейного ускорителя КЕКВ .
2.1. Позитрониый источник
2.2. Позитронный анализатор .
2.3. Жизненный цикл мишени, облучаемой импульсным пучком электронов .
2.4. Поглощенно энергии электромагнитных ливней и приращение
температуры после прохождения одиночного сгустка электронов
2.5. Распределение температуры в мишени
2.6. Выводы
Глава 3. Оценка фона ускорителя для детектора i в проекте
3.1. Система доставки пучков к месту встречи , модель детектора, интенсивность потерь и параметры пучка
3.2. Фон обусловленный .
3.3. Интенсивность событий в подсистемах детектора i от основных компонентов фона
3.4. Допустимые пределы и фон ускорителя.
3.5. Влияние фона на характеристики детектора
3.6. Выводы
Заключение.
Литература


Определить интенсивность событий в подсистемах детектора йіБ, вызванных фоном из секций доставки пучков БОБ. Оценить эффективность применения магнитных спойлеров в туннеле ВБ8 для защиты детектора. Сравнить уровень фона в детекторных системах с допустимыми пределами. Для проекта 1ЬС получены новые данные о составе, характеристиках и влиянии па системы детектора БіБ (‘оставляющей фона, обусловленной потерями пучка в коллимационной системе ускорителя. Практическая значимость В результате выполнения поставленных задач, на % увеличена интенсивность позитронного источника коллайдера КЕКВ, па котором исследуется нарушение СР симметрии при распаде В-мезо-нов. Для проекта 1ЬС, полученные новые данные являются основанием для принятия решений при дальнейшей разработке ВББ, детектора п проектировании защиты экспериментального зала. Данные моделирования эксперимента по выходу позитронов из аморфных и кристаллических мишеней, оценка аксептатгса экспериментальной установки. Оценка условия захвата согласующего устройства по данным моделирования. Оценка нагрева кристаллической мишени и обоснование допустимости её использования для формирования позитронного пучка в позптронном источнике КЕКВ. Результаты моделирования состава и характеристик фонового облучения детектора БіБ, обусловленного потерями в коллимационной системе ВББ, в проектируемом коллайдере 1ЬС. Способ уменьшения фона для SiD, основанный на временной дискриминации событий в детекторных системах. Апробация работы: Полученные результаты докладывались на международных семинарах и конференциях: POSIPOLU9, June , Lyon, France; Advanced Beam Dynamics Workshop NANOBEAM-, May , Novosibirsk, Russia; VII International Symposium on Radiation from Relativistic Electrons in Periodic Structures ( RREPS- ), Prague, the Czech Republic, Sep. Particle Accelerator Conference (PAC’), Albuquerque, U. S.A. June ; International Linear Accelerator Conference (LINAC'), Knoxville, Tennessee, U. S.A. Публикации. Материалы диссертации опубликованы в печатных работах. Fcrmilab(CIIIA) и КЕК(Япония) [-], по материалам которых делались доклады на международных конференциях. Личный вклад автора При исследовании свойств позитронного источника весь объем задач моделирования выполнен автором самостоятельно. Экспериментальное исследование свойств кристаллических мишеней для генерации позитронов выполнялось в составе экспериментальной группы совместно с сотрудниками КЕК. Временные и пространственные распределения событий, обусловленных фоном ускорителя, для детектора SiD в проекте TLC получены в соавторстве с сотрудниками Fermilab. Американскими коллегами было выполнено моделирование взаимодействия гало пучка с коллимационной системой BDS и сформированы базы данных фазовых координат частиц фона fia. ЕАКТ4 и разработанной в ЭЬАС. Полученная в результате моделирования база данных событий в детекторе, вызванных фоновыми частицами, обрабатывалась автором с помощью разработанных им программ. Анализ результатов выполнен совместно с американскими коллегами. Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, списка литературы из - наименований, изложена на 0 страницах машинописного текста, содержит рисунков, 8 таблиц. Для выполнении поставленных задач использовался аппарат теории переноса излучений, ускорительной физики и термодинамики. В главе представлены инструментарий и методики построения моделей. В теории переноса излучения динамика частиц рассматривается в фазовых координатах х = (г, Й, 7? П указывает' направление движения частиц с энергией Е. В работе решались прямые задачи теории переноса, состоящие в нахождении характеристик полей излучения, которые определяются показаниями детектора с функцией чувствительности 7)(г,Й,7? Й, Е). Условиями задач набор вычисляемых характеристик был ограничен аддитивными величинами, для которых показания детектора определяются суммой вкладов отдельных столкновений частиц в фазовом объёме детектора. ЕФ(г,й,Е)О(г,0,Е), (1. Показания детектора вычислялись методом Монте-Карло.