CTF3 (ЦЕРН) - CTF3 (CERN)

CTF3 (Испытательный центр CLIC 3) был электрон ускоритель объект построен на ЦЕРН с целью демонстрации ключевых концепций Компактный линейный коллайдер ускоритель.[1] Установка состояла из двух электронных лучи имитировать функциональность CLIC Ведущая балка и главная балка.

На объекте использовались бывшие активы Предварительный инжектор LEP (ФИАН) ускорительный комплекс. LPI в первую очередь использовался для инжекции электронов и позитронов в ускорительный комплекс ЦЕРН, который в конечном итоге был доставлен в Большой электрон-позитронный коллайдер (LEP). После закрытия LEP в 2000 году LPI прекратил предоставлять лучи для экспериментов (LPI предоставлял лучи непосредственно для некоторых экспериментов, независимых от LEP) в апреле 2001 года. Затем началась работа по преобразованию оборудования LPI для использования для CTF3. Преобразование происходило поэтапно, с первого этапа (так называемого предварительного этапа) пуск ускорителя в сентябре 2001 года.[2] В последующие годы LPI трансформировался в CTF3.

Объект остановлен в декабре 2016 г.[3] и один из его лучи был преобразован в новый Линейный ускоритель электронов ЦЕРН для исследований (ЧИСТО) средство.[4][5]

На этой странице представлено общее описание установки со ссылками на ее основную экспериментальную программу. Более подробную информацию можно найти в отчете о проектировании объекта.[1]

Описание объекта

Макет CTF3
Схема испытательного центра CLIC в ЦЕРНе (CTF3) с указанием его основных частей. Путь луча обозначен сплошными красными линиями. Ускоряющие структуры, как продольные, так и поперечные, обозначены зелеными блоками на пути луча, а синие блоки представляют структуры извлечения энергии и транспортировки (PETS).

На объекте реализована и продемонстрирована возможность масштабной версии CLIC Управляющий луч: электронный пучок длиной 1,2 мкс (сгруппированный на частоте 1,5 ГГц и со средним током 4 А) был сгенерирован и ускорен до ~ 135 МэВ на длине ~ 80 м. LINAC за счет использования полностью загруженных ускоряющих структур с питанием от ВЧ-импульсов ~ 40 МВт, 3 ГГц.[6] Затем луч проходил через упрощенную версию Комплекса рекомбинации управляющего луча (DBRC): система, состоящая из петли задержки и кольца сумматора, позволяла рекомбинировать различные части входящего луча, чтобы, наконец, произвести последовательность сгустков длительностью 140 нс. на частоте 12 ГГц и при среднем токе до 28 А.

Второй пучок электронов меньшей интенсивности (несколько пучков примерно 100 пКл / пучок), названный Probe Beam, был сгенерирован и ускорен до 200 МэВ в так называемой «Concept d'Accélerateur Linéaire pour Faisceau d'Electrons Sonde» ( КАЛИФЫ) инжектор.[7] Основная цель зондирующего луча состояла в имитации главного встречного луча CLIC.

Экспериментальная программа

Два электронных луча, произведенные в CTF3, использовались для демонстрации концепции двухлучевого ускорения в двухлучевом модуле, установленном в экспериментальной зоне CLEX: ведущий луч замедлялся в специальных структурах извлечения и передачи энергии (PETS), а мощность произведенный, используемый для ускорения зондирующего луча с градиентами до ~ 145 МэВ / м.[8]

Объект служил испытательной площадкой для других CLIC связанные НИОКР, например:

  • Влияние нагрузки луча на RF авария ставка.[9]
  • Исследования эффективности замедления Drive Beam.[10]
  • Стабилизация фазы Drive Beam с помощью нового прямая связь система.[11]

Линейный ускоритель электронов ЦЕРН для исследований

Вид на линейный ускоритель электронов для исследований в ЦЕРНе (CLEAR) луч видно с конца линии балочный отвал.

Благодаря простоте эксплуатации и универсальности Probe Beam использовался также для действий, не связанных напрямую с CLIC. Это вызвало интерес у различных сообществ, и был организован семинар для обсуждения возможного повторного использования такого луч.[12] В декабре 2016 года, когда CTF3 заканчивал свою работу, было решено преобразовать Probe Beam в новый центр исследований и разработок общего назначения под названием CERN Linear Electron Accelerator for Research, или CLEAR.[4][5]

CLEAR продолжает предоставлять возможности тестирования для X-диапазон ускорительная техника, в том числе CLIC, но он также позволяет исследовать новые концепции как плазменное ускорение, ТГц излучение производство. Кроме того, он обеспечивает возможности электронного облучения космическим и медицинским сообществам.[13]

Рекомендации

  1. ^ а б «Отчет о проектировании CTF3» (PDF). Сервер документов ЦЕРН. Получено 2018-07-30.
  2. ^ Сервер документов ЦЕРН | Г. Гешонке и А. Гиго (редакторы): Отчет о проектировании CTF3 (2002) Проверено 31 июля 2018 г.
  3. ^ Роберто, Корсини (май 2017 г.). «Окончательные результаты от испытательного центра Clic (CTF3)». Материалы 8-го Междунар. Конференция по ускорителю частиц. IPAC2017. Дои:10.18429 / jacow-ipac2017-tuzb1.
  4. ^ а б «Официальный сайт CLEAR».
  5. ^ а б Gamba, D .; Corsini, R .; Curt, S .; Doebert, S .; Farabolini, W .; Mcmonagle, G .; Сковронски, П.К .; Tecker, F .; Зишан, С. (2018). «ЧИСТЫЙ пользовательский объект в ЦЕРНе». Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях Секция A: ускорители, спектрометры, детекторы и связанное с ними оборудование. 909: 480–483. Дои:10.1016 / j.nima.2017.11.080.
  6. ^ Генрих, Браун, Ганс; Питер, Уршютц; Штеффен, Дёберт; Роберто, Корсини; А. Теккер, Фрэнк; Эрк, Дженсен (20 ноября 2006 г.). «Эффективная работа линейного ускорителя CTF3 с длинными импульсами при полной нагрузке». Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  7. ^ Наварро Киранте, Хосе Луис; Корсини, Роберто; Грудиев, Алексей; Лефевр, Тибо; Маццони, Стефано; Пан, Руи; Текер, Франк; Фараболини, Уилфрид; Peauger, Franck; Гамба, Давиде; Хан, Мухаммад Асиф; Якуб, Кашиф; Огрен, Джим; Рубер, Роджер; Виторату, Ники (1 декабря 2014 г.). «CALIFES: многоцелевой электронный луч для испытаний ускорительной техники»: MOPP030. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  8. ^ Ruber, R .; Ziemann, V .; Ekelöf, T .; Palaia, A .; Farabolini, W .; Корсини, Р. (2013). «Двухлучевой испытательный стенд CTF3». Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях Секция A: ускорители, спектрометры, детекторы и связанное с ними оборудование. 729: 546–553. Bibcode:2013NIMPA.729..546R. Дои:10.1016 / j.nima.2013.07.055.
  9. ^ Текер, Франк; Корсини, Роберто; Дайяни Келисани, Мохсен; Доберт, Штеффен; Грудиев, Алексей; Кононенко, Алексей; Лебет, Серж; Наварро Киранте, Хосе Луис; Риддоне, Германия (июнь 2013 г.). «Экспериментальное исследование влияния нагрузки пучка на скорость пробоя ВЧ в высокоградиентных ускоряющих конструкциях CLIC»: TUPME054. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  10. ^ Доберт, Штеффен; Адли, Эрик; Лиллестёль, Рейдар; Ольвегард, Майя; Сыратчев Игорь; Каррильо, Дэвид; Торал, Фернандо; Фаус-Гольф, Анхелес; Гарсиа-Гарригос, Хуан (апрель 2011 г.). «Состояние ввода в эксплуатацию линии испытательного пучка замедлителя в CTF3»: MOP018. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  11. ^ Джек, Робертс; Александра, Андерссон; Филип, Берроуз; Гленн, Кристиан; Роберто, Корсини; Андреа, Гиго; Фабио, Марчеллини; Колин, Перри; Петр, Сковроньски (июнь 2016 г.). «Демонстрация фазовой стабильности уровня CLIC с использованием системы прямой передачи фазы пучка с высокой пропускной способностью и низкой задержкой на испытательном стенде CTF3 CLIC». Материалы 7-й Междунар. Конференция по ускорителю частиц. IPAC2016. Дои:10.18429 / jacow-ipac2016-wepor006.
  12. ^ "CALIFES Workshop 2016 (10-12 октября 2016) · Indico". Индико. Получено 2018-01-04.
  13. ^ «Линейный ускоритель электронов для исследований в ЦЕРНе - CLEAR (30 ноября 2017 г.) · Indico». Индико. Получено 2018-01-04.