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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