Ø418 mm SS flange

1. CRYOMODULE CAVITE QUART D'ONDE Assemblage Cryomodule CLEAN ROOM CLEAN ROOM distribution champ B distribution champ E max=52 MPa Gap accélérateur Alignement max<30 MPa Plaque de renfort (Nb 4-mm ép.) Axe 1 Contraintes Von Misses [MPa] Axe 2 b/ Avec renfort a/ Sans renfort Axe 3 Axe 2 : Materialisé par des mires « robson & halley » qui representent l’axe de la cavité (Axe 1). Le réglage est fait pendant la fabrication. Cavité pendant l’accord à chaud Axe 3 est réglé par rapport à l’Axe 2 au moyen de fenêtres optiques permettant de viser les mires de l’Axe2. Les Axe 3 sont alignés entre eux sur le support de la machine. q=0 Y=0 Ø418 mm SS flange TEST @ 4.2 K Excitation par source externe (marteau) 49 52 47 66 Modulation RF Mesures des microphonies Variation de fréquence avec 1 plongeur Ø30 • Fabrication du cryostat : à partir de début 2006 • Fabrication système d’accord à froid (soit plongeurs soit mécanique) : à partir de mi 2006 • Tests du premier cryomodule : Vibrations et microphonies, procédure de montage, qualification cryogénique…: à partir de fin 2006 • Tests du cryomodule complet avec coupleurs de puissance, accord à froid, alignement… : à partir de début 2007 CRYOMODULE Beta 0.12 POUR LE PROJET SPIRAL II G. Olry, J-L. Biarrotte, S. Blivet, S. Bousson, C. Commeaux, C. Joly, T. Junquera, J. Lesrel, E. Roy, H. Saugnac, P.Szott, B. Legoff * CNRS/IN2P3/IPNO, Orsay, France Dans le cadre du projet SPIRAL II, l’IPN d’Orsay, doit étudier et réaliser les éléments accélérateurs de la section haute énergie à Beta = 0.12. Cette section est composée de 8 cryomodules comprenant deux cavités accélératrices supra conductrices, de type quart d’onde, fonctionnant à 88 MHz. L’étude des éléments permettant le fonctionnement des cavités en environnement machine (réservoir d’hélium autour de la cavité, Stratégie d’accord en fréquence, cryostat, alignement …) se termine et doit aboutir à la fabrication d’un cryomodule entièrement équipé à partir de fin 2005 afin d’envisager un test de l’ensemble fin 2006. Design Mécanique Design RF TEST #1 Qo=1.0 1010 Resistance résiduelle=1.5 n 11 MV/m (i.e. Vacc=4.4 MV) et P=36 W sans quench TEST #2 “effet 100 K” (5 jours entre 70 K et 130 K): Qo=8.2 108 Resistance résiduelle=43 n Quench @ 8 MV/m TEST #3 Avec 1 plongeur en Niobium (Ø30 mm et L=154 mm): Qo=6.8 109 Résistance résiduelle n  Pertes dans les brides CF 40 en inox (~20%) Quench @ 8.2 MV/m Décalage en fréquence: +66.9 kHz mes. (+68 kHz calc.) TEST #4 Avec 1 plongeur en Niobium (Ø20 mm and L=142 mm): Qo=1.0 1010 Resistance résiduelle=1 n  pas de pertes 11 MV/m (i.e. Vacc=4.4 MV) et P=25 W sans quench Décalage en fréquence: +18.2 kHz meas. (N/A calc.) Objectif:Eacc=6.5 MV/m Epeak=36 MV/m & Bpeak=66 mT for Pdissipated<10 W f1 f2 f3 f4 FABRICATION par Zanon SpA (Italy) • Fond inférieur soudé • Epaisseur de Niobium: 4 mm (3 mm pour le stem) • Diamètre des tubes faisceau: Ø36 mm • Couplage RF capacitif • Plaque de renfort sur le tore supérieur • 4 piquages pour le HPR • Pas de réservoir hélium pour le premier test. Un réservoir en Inox est en cours de fabrication Système d’accord à froid Plongeurs inserés dans le volume magnétique Statique Accord à froid avec plongeurs mobiles (étude en cours) Mobile F ext 90 mm F int 30 mm Pour 1000 N, ép. 1 mm, Titane Contrainte sous vide négligeable Membrane en Titane Gamme d’accord ~ 2 kHz pour un plongeur. A optimiser Déformation mécanique du corps de la cavité • Vide faisceau séparé du vide d’isolement • Pertes cryogéniques statiques évaluées < 10 W @ 4K & < 65 W @ 60K • Réservoir hélium de la cavité alimenté par thermosiphon à partir d’un réservoir tampon situé à l’intérieur du cryostat • Ecran radiatif refroidie entre 60 et 80K par hélium gazeux • Maintien en position de la cavité au moyen de tirants antagonistes Accord à chaud Réglage de la distance du gap (gamme +/- 2 mm) pendant la fabrication. Sensibilité ~ 100 kHz/mm (pour chaque gap) 300k/4k Transition ACCORD A FROID (étude en cours) • Moteur et reducteur ~ 80000 mpas/tour • Vis à bille 2.5 mm/tr • Rapport bras de levier ~10 300 K / 4 K transition Thermal losses s max ~ 26 MPa s max ~ 30 MPa Gamme d’accord 2 mm de chaque côté  ~ 8 kHz. Effect sur le flambage à étudier