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Journées Accélérateursde la SFP
Porquerolles 06/09/03Présentation des résultats de tests
d’une cavité spoke ( = 0.35) et des simulations numériques de cette cavité et de son coupleur associé
MIELOT christophe 1
Des cavités spoke pour XADS &
EURISOLSection basse énergie
du linac XADS (eXperimental Accelerator Driven System) : 5 MeV < E < 100 MeVFaisceau de proton de haute intensité (5 -10 mA)Faisceau continu
Cavités supraconductricesFréquence de fonctionnement : 352 MHzUne cavité (=0.35) déjà conçue et testée à l’IPN
d’Orsay2
SPOKE
Amanda
3Port de couplage
Tube faisceau
Barre centrale
AMANDA sur l’insert
Système de rigidificationcoupleur
4 4
But et méthodologie des testsPar ces tests on valide les calculs de conception et
la méthode de fabricationMesure de Qo = f (Eacc) où Qo est le facteur de
qualité (~ rapport de l’énergie stockée dans la cavité sur les pertes RF) et Eacc le champ accélérateur
Calculs des différents coefficients de couplage, du temps de décroissance
Mesures des puissances incidente, transmise et réfléchie sur un milliwattmètre ou un oscilloscope
5
Le pilote HF et le contrôle / commandeBoucle auto-oscillante : la
cavité impose sa fréquence en jouant le rôle d’un filtre passe bande
Entièrement contrôlable par Labview
6Ampli limiteuratténuateur
Ampli (200W)Cavitéspoke
déphaseurPt
Pi Pr
Évolution du Q0 au cours des tests
7
Test n°Préparation
cavitécouplage Qo Eacc max
1
Janvier 2003
Pas HPRPort
couplage5.108 2.3 MV/m
2
Mars 2003
HPRTube
faisceau2.1.109 12.2 MV/m
3
Juillet 2003
HPRPort de
couplage4.108 12.55 MV/m
Nécessité du HPR
Évolution du Qo au cours du test n° 2
9
Qo2.1.109
Rs avant et après l’effet 100K
Rres = 10 nano avant l’effet 100K
Rres = 70 nano après l’effet 100K
10
Pour T < Tc/2 (Tc=9.2K) Rs = 9.10-5.1/T.f².exp(-1.83Tc/T)+Rres
Eacc = 12.55 MV/mLimite d’ampli
Qo à bas champ : 4.108
Excitation HF par le port de couplage
11
Performances des cavités spoke dans le monde :Argonne : Eacc = 11 MV/mIPN : Eacc = 12.2 MV/mLos Alamos : Eacc = 13.5 MV/m
Test du 02/07
Position du port de couplage
Problème de pertes trop importantes sur l’antenne du coupleur dans sa position actuelle
Simulations pour trouver une position plus favorable
12
Test du 02/07 : Qo en fonction du positionnement de l’antenne
x0
cavité
Port de couplage
13
Le coupleur
14
Conducteur extérieur
antenne
Fenêtre céramique
Vers la cavité
Champ H sur le conducteur central du coupleur
Cas de la transmission totale
Cas de la réflexion totale
AdSH 0287.0²21 AdSH 1045.0²
21
1W incident
15
Perspectives
Test à 2K de la cavité spoke 0.35 en décembreRéalisation d’une cavité = 0.15 (position du
coupleur, tank d’hélium) en 2004Étude et réalisation d’un coupleur spoke : HF ,
thermique, mécanique
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