CANONS HF CTF3 G. Bienvenu R. Roux Laboratoire de l’Accélérateur Linéaire Journéés accélérateurs de la SFP Roscoff octobre 2005.

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1 CANONS HF CTF3 G. Bienvenu R. Roux Laboratoire de l’Accélérateur Linéaire Journéés accélérateurs de la SFP Roscoff octobre 2005

2 MOTIVATIONS CERN : CTF3 Tête de machine pour la phase nominale de CTF3 LAL : (re)Création d’une station d’essais Etudes canons, sections, instrumentation Formations Dans le cadre du JRA2 (Joint Research Activities on Photo-injectors) PHIN WP3

3 SPECIFICATIONS GENERALES GrandeurNominalUnité Féquence2998,55MHz Energie4-5MeV Charge par impulsion2,33nC Durée de l’impulsion10 (FWHH)ps Emittance norm.<25  mm.mrad  p/p 2% rms VIDE Statique< 2 E-10mbar

4 SPECIFICATIONS PARTICULIERES Grand.Nom.Unit. Nb d’impul2332_ D. train1,548 ss Charge tot.5434nc Fréq. rept.1-50Hz P. HF30MW Grand.Nom.Unit. Nb d’impul1_ D. imp.10ps Charge tot.2,33nc Fréq. rept.5Hz P. HF20MW CERN Canon VILAL Canon NEPAL

5 PHOTO-EMISSION Cathode : Cs2Te Q = 3% = 270 nm D.V. > 40 h faisceau Laser : E. UV = 0,4 – 0,8  J r cathode 1-2 mm Stab. en énergie < 0,25 % rms Jitter < 1 ps (rms) Pointage +/_ 0,5 mm

6 Champ axial GEOMETRIE INTERNE Champ axial

7 GEOMETRIE INTERNE Champ de surface ---: Iris circulaires ---: Iris elliptiques Avec des iris elliptiques Le champ est abaissé de 15 %

8 MODELE HFSS

9 VIDE Charge : 5434 nC Nb. d’imp. : 2332

10 VIDE (suite) Pompage en sortie de canon et dans les guides d’ondes du coupleur Chambre anulaire avec un dépôt de NEG + pompes ionïques Régénération par chauffage (250 ° C) intégré Isolation thermique par aérogel Dépôt de NEG sur le tube de sortie

11 EMITTANCE Reduction de l’émittance par : i)Couplage symétrique (deux entrées à 180° ) Suppression des plongeurs d’accord ii)Solenoïdes sur le corps du canon Problèmes de place : Densité de courant échauffement

12 EMITTANCE (couplage 1 ) Effet quadripolaire : Action identique à une lentille de focal : f xy = ±P z /2VGz Compensation par un volume elliptique Réalisation par deux arcs de cercles de centres décalés de 2 

13 EMITTANCE (couplage 2 ) b/(b+  )=0,985 Limite des simulations

14 EMITTANCE (magnétisme) Emittance minimum @ 2,33 nC -Champ nul sur la cathode - 0,25 T au 1er iris -Bob. Contre champ -Solenoïde -Corps canon -Pompage Magnétisme + Géométrie : Emittance normalisée <20  mm.mrad

15 CONCLUSIONS FONCTION HF : Difficile, mais maîtrisée Magnétisme : Aux limites (encombrement) FONCTION VIDE Technologiquemt très complexe (assemblages) PRISE DE RISQUES raisonnée !!!