1

MUSICC3D : code pour la modélisation du

Multipactor

Journées accélérateurs, Roscoff, octobre 2013

Unité mixte de recherche

CNRS-IN2P3Université Paris-Sud

91406 Orsay cedexTél. : +33 1 69 15 73 40Fax : +33 1 69 15 64 70http://ipnweb.in2p3.fr

Hamelin Thibault

2

1. Introduction du Multipactor

2. Code MUSICC3D

3. Influence de l’angle d’émission des électrons

4. Simulations des cavités Spiral 2 et double Spoke

5. Conclusions et perspectives

3

Secondary Emission Yield (SEY)Condition de périodicité

4

Zones de susceptibilité du Multipactor calculées pour du cuivre(les couleurs représentent le SEY)

Plaque parallèle

Frequency gap

Ele

ctri

c p

eak

fiel

d

5

Frequency gap

Ele

ctri

c p

eak

fiel

d

Zones de susceptibilité du Multipactor calculées pour du cuivre(les couleurs représentent le SEY)

6

Frequency gap

Ele

ctri

c p

eak

fiel

d

Zones de susceptibilité du Multipactor calculées pour du cuivre(les couleurs représentent le SEY)

7

Frequency gap

Ele

ctri

c p

eak

fiel

d

Zones de susceptibilité du Multipactor calculées pour du cuivre(les couleurs représentent le SEY)

8

Structures possédant des géométries 3D complexes

Nécessité d’utiliser un logiciel 3D pour le Multipactor

Cavité HF pour les accélérateurs de particulesAmplificateur

HF

Circuit micro-onde dans les satellites

9

10

Développé à l’IPNO

Toutes géométries 3D (un ou plusieurs matériaux)

Maillage 3D tétraédrique Carte de champs HF importée d’un solveur externe

Basé sur la méthode de Runge Kutta et utilisant l’équation du mouvement relativiste pour résoudre les trajectoires électroniques

Model de la charge virtuelle

Les interactions basées sur le coefficient d’émission secondaire multi différentiel SEY (Ein, in, Eout, out) sont résolues à l’aide de la méthode Monte-Carlo.

Visualisation de trajectoires électroniques (MUSICC3D)

max

0

nb

SEYQ

11

12

Calcul 1D (Hatch et Williams)Plaque parallèle

Code 2D (Multipac)Ligne coaxiale

In red : MUSICC3DIn black : 1D calculation

Multipac 2D

MUSICC3D

Power (kW)

13

14

Angle d’émission : fixe ou réel (Gaussienne)

Rouge: fixe (perpendiculaire)

Vert : réel (Gaussienne)

15

16(E = 4.78*Eacc)

Cavité (/4) en phase de test à l’IPNO pour un nouveau accélérateur de particule à GANIL (f = 88 MHz)

17(E = 4.78*Eacc)

Cavité (/4) en phase de test à l’IPNO pour un nouveau accélérateur de particule à GANIL (f = 88 MHz)

18(E = 4.78*Eacc)

Cavité (/4) en phase de test à l’IPNO pour un nouveau accélérateur de particule à GANIL (f = 88 MHz)

19

Rouge : simulations MUSICC3D

Bleu : mesures expérimentales

(E = 4.78*Eacc)

Cavité (/4) en phase de test à l’IPNO pour un nouveau accélérateur de particule à GANIL (f = 88 MHz)

20

L’IPNO est en charge du design d’une nouvelle cavité Spoke pour le projet ESS

(f = 352 MHz)

21(E = 4.84*Eacc)

L’IPNO est en charge du design d’une nouvelle cavité Spoke pour le projet ESS

(f = 352 MHz)

22(E = 4.84*Eacc)

L’IPNO est en charge du design d’une nouvelle cavité Spoke pour le projet ESS

(f = 352 MHz)

23(E = 4.84*Eacc)

L’IPNO est en charge du design d’une nouvelle cavité Spoke pour le projet ESS

(f = 352 MHz)

24(E = 4.84*Eacc)

L’IPNO est en charge du design d’une nouvelle cavité Spoke pour le projet ESS

(f = 352 MHz)

25

26

Conclusions

Prédiction des zones de Multipactor Champs pique électrique Localisation

Multiples sorties Trajectoires 2D et 3D Charges Phases Nombres de collision Energie de collision

Perspectives

Conception et fabrication d’un Véhicule Test permettant l’étude du Multipactor Caractérisation de divers SEY de matériaux Etude du Multipactor en fonction de l’état de surface et de sa géométrie

27

Merci de votre attention