Guillaume olry
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Design d’une cavité demi-onde (HWR) 176 MHz pour SPIRAL2. Guillaume OLRY. ~45 m. QWR ou HWR 176 MHz. QWR 88 MHz. Source D+. 88 MHz. b =0.07. b =0.14. D+ : E=40 MeV 1/3 : E=14.5 MeV/u. Source ions q/A=1/6. Source ions q/A=1/3. Linac de référence. Programme de R&D :

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Presentation Transcript


Guillaume olry

Design d’une cavité demi-onde (HWR) 176 MHz

pour SPIRAL2

Guillaume OLRY


Linac de r f rence

~45 m

QWR ou HWR

176 MHz

QWR

88 MHz

Source D+

88 MHz

b=0.07

b=0.14

D+ : E=40 MeV

1/3 : E=14.5 MeV/u

Source ions q/A=1/6

Source ions q/A=1/3

Linac de référence

Programme de R&D :

  • Pas de R&D: QWR 88 MHz, b=0.07

  • R&D sur QWR ou HWR à 176 MHz, b=0.14

    • CEA/Saclay sur la QWR

    • IPN/Orsay sur la HWR

La faisabilité, le prix et les performances déterminent le choix entre ces 2 types de cavités


Diff rentes tapes de l tude objectifs

Différentes étapes de l’étude & objectifs

MAFIA

Calculs des différents paramètres RF (f, Es/Eacc, Bs/Eacc, Vacc, Pdissipée …)

COSMOS/MICAV

Calculs de tenue à la pression + sensibilité au tuning + rigidité

CATIA

Génération du modèle 3D

Fabrication…

Les objectifs « durs »:

  • RF: Eacc>6.5 MV/m pour Esmax<40 MV/m et/ou Bsmax<80 mT

  • Mécanique: Contraintes max < 50 MPa (sous 1bar de pression)

    Plus: couplage RF,sensibilité au tuning, rigidité, vibrations mécaniques…

Es/Eacc<6.15

Bs/Eacc<12.3 mT/MV/m


Minimiser e s e acc b s e acc premi re approche avec une forme simple

Minimiser Es/Eacc & Bs/EaccPremière approche avec une forme « simple »

5.7

16.3

0.33


Tudes rf optimiser e s e acc

Axe faisceau

Études RFOptimiser Es/Eacc

Forme oblongue (« racetrack »)

Avantages p.r à forme cylindrique:

  • Es/Eacc<5

  • Minimise effet défocalisant (asymétrie

    des champs transverses)

cylindrique

racetrack


Guillaume olry

Études RFOptimiser Bs/Eacc

  • Passer d’une forme cylindrique à une forme conique

Bs/Eacc

mais puissance dissipée

… donc compromis à trouver


Guillaume olry

Études mécaniquesTenue à la pression @ 1bar

Conditions limites: 1 bord fixe / 1 bord libre

déplacements

contraintes

0.08 mm max

16 MPa max

Épaisseur du Niobium de 3 mm OK


Guillaume olry

Études mécaniquesSensibilité au tuning

Conditions limites: 1 bord fixe / 1 bord libre

Effort de 1000 N exercé sur un tube faisceau

extension

0.5 mm

Rigidité K= 2000 N/mm

Sensibilité = 30 kHz/mm


R sultats

Résultats


Suite et fin

Suite et FIN

  • Nouvelle architecture du linac :

    utilisation de cryomodules « courts »

    à 1 ou 2 cavités

  • Tout à 88 MHz avec des QWR b=0.07 & b=0.12

  • « La HWR 176 MHz b=0.14 est morte … vive la QWR 88 MHz b=0.12 »

~900 mm

~400 mm


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