CANONS HF CTF3

G. Bienvenu

R. Roux

Laboratoire de l’Accélérateur Linéaire

Journéés accélérateurs de la SFP

Roscoff octobre 2005

MOTIVATIONS

CERN : CTF3

Tête de machine pour la phase nominale de CTF3

LAL : (re)Création d’une station d’essais

Etudes canons, sections , instrumentation

Formations

Dans le cadre du JRA2 (Joint Research Activities on Photo-injectors) PHIN WP3

SPECIFICATIONS GENERALES

Grandeur Nominal UnitéFéquence 2998,55 MHz

Energie 4-5 MeV

Charge par impulsion 2,33 nC

Durée de l’impulsion 10 (FWHH) ps

Emittance norm. <25 mm.mrad

p/p 2 % rms

VIDE Statique < 2 E-10 mbar

SPECIFICATIONS PARTICULIERES

Grand. Nom. Unit.Nb d’impul 2332 _

D. train 1,548 s

Charge tot. 5434 nc

Fréq. rept. 1-50 Hz

P. HF 30 MW

Grand. Nom. Unit.Nb d’impul 1 _

D. imp. 10 ps

Charge tot. 2,33 nc

Fréq. rept. 5 Hz

P. HF 20 MW

CERN Canon VI LAL Canon NEPAL

PHOTO-EMISSION

Cathode : Cs2Te

Q = 3% = 270 nm D.V. > 40 h faisceau

Laser :

E. UV = 0,4 – 0,8 J r cathode 1-2 mm

Stab. en énergie < 0,25 % rms

Jitter < 1 ps (rms) Pointage +/_ 0,5 mm

Champ axial

GEOMETRIE INTERNE

Champ axial

Champ axial

GEOMETRIE INTERNE

Champ de surface ---: Iris circulaires

---: Iris elliptiques

Avec des iris elliptiquesLe champ est abaissé de 15 %

MODELE HFSS

VIDE

Charge : 5434 nC

Nb. d’imp. : 2332

VIDE (suite)

Pompage en sortie de canon et dans les guides d’ondes du coupleur

Chambre anulaire avec un dépôt de NEG + pompes ionïques

Régénération par chauffage (250 ° C) intégré

Isolation thermique par aérogel

Dépôt de NEG sur le tube de sortie

EMITTANCE

Reduction de l’émittance par :

i) Couplage symétrique (deux entrées à 180° )

Suppression des plongeurs d’accord

ii) Solenoïdes sur le corps du canon

Problèmes de place : Densité de courant échauffement

EMITTANCE (couplage 1)

Effet quadripolaire :

Action identique à une lentille de focal :

fxy = ±Pz/2VGz

Compensation par un volume elliptiqueRéalisation par deux arcs de cercles de centres décalés de 2

EMITTANCE (couplage 2)

b/(b+)=0,985 Limite des simulations

EMITTANCE (magnétisme)

Emittance minimum @ 2,33 nC-Champ nul sur la cathode- 0,25 T au 1er iris

-Bob. Contre champ

-Solenoïde

-Corps canon

-Pompage

Magnétisme + Géométrie :Emittance normalisée

<20 mm.mrad

CONCLUSIONS

FONCTION HF :

Difficile, mais maîtrisée

Magnétisme :

Aux limites (encombrement)

FONCTION VIDE

Technologiquemt très complexe (assemblages)

PRISE DE RISQUES

raisonnée !!!