Journées Accélérateurs de la SFP Porquerolles 06/09/03 Présentation des résultats de tests d’une cavité spoke (  = 0.35) et des simulations numériques.

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1 Journées Accélérateurs de la SFP Porquerolles 06/09/03 Présentation 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

2 Des cavités spoke pour XADS & EURISOL Section basse énergie du linac XADS (eXperimental Accelerator Driven System) : 5 MeV < E < 100 MeV Faisceau de proton de haute intensité (5 -10 mA) Faisceau continu Cavités supraconductrices Fréquence de fonctionnement : 352 MHz Une cavité (  =0.35) déjà conçue et testée à l’IPN d’Orsay 2 SPOKE

3 Amanda 3 Port de couplage Tube faisceau Barre centrale

4 AMANDA sur l’insert Système de rigidification coupleur 4 4

5 But et méthodologie des tests Par ces tests on valide les calculs de conception et la méthode de fabrication Mesure 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

6 Le pilote HF et le contrôle / commande Boucle auto-oscillante : la cavité impose sa fréquence en jouant le rôle d’un filtre passe bande Entièrement contrôlable par Labview 6 Ampli limiteuratténuateur Ampli (200W) Cavité spoke déphaseur Pt PiPr

7 Évolution du Q 0 au cours des tests 7 Test n° Préparation cavité couplageQoEacc max 1 Janvier 2003 Pas HPR Port couplage 5.10 8 2.3 MV/m 2 Mars 2003 HPR Tube faisceau 2.1.10 9 12.2 MV/m 3 Juillet 2003 HPR Port de couplage 4.10 8 12.55 MV/m

8 Nécessité du HPR

9 Évolution du Qo au cours du test n° 2 9 Qo 2.1.10 9

10 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

11 Eacc = 12.55 MV/m Limite d’ampli Qo à bas champ : 4.10 8 Excitation HF par le port de couplage 11 Performances des cavités spoke dans le monde : Argonne : Eacc = 11 MV/m IPN : Eacc = 12.2 MV/m Los Alamos : Eacc = 13.5 MV/m Test du 02/07

12 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

13 Test du 02/07 : Qo en fonction du positionnement de l’antenne x 0 cavité Port de couplage 13

14 Le coupleur 14 Conducteur extérieur antenne Fenêtre céramique Vers la cavité

15 Champ H sur le conducteur central du coupleur Cas de la transmission totale Cas de la réflexion totale 1W incident 15

16 Perspectives Test à 2K de la cavité spoke 0.35 en décembre Réalisation d’une cavité  = 0.15 (position du coupleur, tank d’hélium) en 2004 Étude et réalisation d’un coupleur spoke : HF, thermique, mécanique 16