Магнитная система накопителя с электрон-позитронными встречными пучками ВЭПП-2000

• Автор: Шатунов, Петр Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 77 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Магнитная структура коллайдера ВЭПП-2000 . б
1.1. Выбор магнитной структуры и принцип круглых пучков
1.2. Описание коллайдера ВЭПП-2000
Глава 2. Магнитные элементы коллайдера ВЭПП-2000
2.1. Поворотные магниты
2.1.1. Проект и параметры магнитов
2.1.2. Стенд магнитных измерений
2.1.3. Результаты магнитных измерений
2.2. Квадрупольные линзы
2.2.1. “Основные” квадрупольные линзы
2.2.2. “Расщепляющие” квадрпупольные линзы
2.3. Элементы коррекций
2.3.1. Секступоли
2.3.2. Скью-квадрупольные коррекции
2.3.3. Дипольные коррекции в поворотных магнитах
2.3.4. Дипольные коррекции в квадрупольных линзах
2.4. Сверхпроводящие соленоиды
2.4.1. Параметры и конструкция
2.4.2. Коммутация и система блокировок
2.4.3. Магнитные измерения
Глава 3. Источники питания магнитных элементов

3.1. Источник питания поворотных магнитов
3.2. Источники питания “основных” квадрупольных линз
3.3. Источники питания сверхпроводящих соленоидов
3.4. Источники питания элементов коррекций
Глава 4. Система управления магнитными элементами
4.1. Структура системы управления
4.2. Высокоуровневые программные средства управления магнитными элементами
Глава 5. Опыт работы с магнитной системой коллайдера
5.1. Пробный запуск коллайдера без сверхпроводящих соленоидов
5.2. Получение высокого вакуума
5.3. Калибровка средней энергии пучков
5.3.1. Калибровка энергии по массе 0-мезона
5.3.2. Калибровка энергии методом резонансной деполяризации
5.4. Экспериментальная проверка метода круглых пучков
5.5. Подъем энергии встречных пучков до 1 ГэВ
Заключение
Приложение
Литература

Введение
В Институте ядерной физики (ИЯФ) СО РАН более двадцати пяти лет успешно работал комплекс ВЭПП-2М с электрон-позитронными встречными пучками [1, 2]. Для производства пучков электронов и позитронов используется каскад ускорителей и накопительных колец: импульсный линейный ускоритель ИЛУ производит пучок электронов (1.5 А) с энергией 3 МэВ, который инжектируется в синхротрон Б-ЗМ. В зависимости от задачи электроны ускоряются до энергии 12-5 МэВ или 250 МэВ [3]. Ток выпускаемого пучка 200 Ч- 300 мА для низкой энергии и ~ 1000 мА для высокой. Пучок высокой энергии с помощью аксиально-симметричных литиевых линз фокусируется на вольфрамовую мишень и порождает электрон-иозитропный ливень. После мишени позитроны фокусируются с помощью нескольких линз и дипольных магнитов и инжектируются в накопитель БЭП.
Накопитель БЭП |4] рассчитан на энергию пучков от 125 до 900 МэВ. В зависимости от типа накапливаемых частиц магнитное ноле меняет знак. Дублетная структура кольца с большой периодичностью обеспечивает большой акцентанс для накопления позитронов и малый фазовый объем затухшего пучка, что очень существенно для перепуска частиц в коллайдер. Время накопления необходимого количества частиц для перепуска в коллайдер (« 60 мА) порядка 50 секунд для электропов и порядка 30 минут для позитронов. После накопления БЭП ускоряет частицы и переводит их в накопитель ВЭПП-2М на энергии эксперимента (см. рисунок 1).
Рис. 1. Общий вид комплекса ВЭПП-2М.

применение дополнительного семейства сскетупольных корректоров позволяв! получить приемлемую динамическую апертуру (« 15 ах для частиц с отклонением по энергии в диапазоне 5р = О ч- ‘2пЕ).
2.3.2. Скью-квадрупольные коррекции
Магнитное поле в идеальном секступоле равно Вг{х,г) = Ре (2 — г2)/2. Если равновесная орбита проходит не но оси линзы г -» г + го, на частицы действует екыо-квад-рупольный градиент: —Р6-гь- В Бг секступолях ВЭПП-2000 градиент составляет Р6 = 1.7 кГс/см2, тогда для искажения орбиты в 1 мм скью-квадрупольный градиент будет равен С = Ра го = 170 Гс/см. При случайных отклонениях равновесной орбиты это может приводить к расщеплению частот до А// « 0.02. Другими источниками связи X и Т. бс-татрониых колебаний могут являться наклоны квадрупольпых линз и недокомпенсация соленоидаль н ы х элементов.
Как обсуждалось в главе 2, для компенсации связи в структуре ВЭПП-2000 предусмотрены скью-квадрупольные коррекции. Они выполнены в виде дополнительных обмоток на двух из шести полюсов секступолей накопителя (см. рис. 2.20). Силы коррекций С = 50 Гс/см рассчитаны на то, чтобы иметь возможность компенсировать расщепление

Рис. 2.20. Дополнительные обмотки для создания екыо-градиента.