4リング同時入射 M. Satoh (KEK Acc. Linac Control/ Commissioning G.)

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Presentation transcript:

4リング同時入射 M. Satoh (KEK Acc. Linac Control/ Commissioning G.) for the Injector Upgrade WG members M. SATOH/ KEK Linac Control PF シンポジウム, 3/17-18, 2005

= KEKライナック= 入射器: PF, PF-AR, KEKB e-/ e+ (4リング) 入射方式: PF, PF-AR(定時入射) - 1. はじめに - = KEKライナック= 入射器: PF, PF-AR, KEKB e-/ e+ (4リング) 入射方式: PF, PF-AR(定時入射)  KEKB(連続入射)

= ビーム入射に関する問題点 = 問題の抜本的な解決には、同時入射(パルス毎に任意のリングへ入射)が必要不可欠。 - 1. はじめに- 1台の入射器で、4つの異なるリングへ入射する必要がある。 特に、マシンスタディ時の入射時間配分が困難。 ビームモード切り替え (KEKB <=> PF, PF-AR) に時間がかかる (2 or 3 min.) (ECS電磁石の初期化が必要なため) Super-KEKBでは、e-/ e+同時入射が必要。 PFリングはTop-up入射が必要。 問題の抜本的な解決には、同時入射(パルス毎に任意のリングへ入射)が必要不可欠。

● [現状2] ビームモード切り替え (KEB e-/e+  PF/ PF-AR) - 1.はじめに- ● [現状1] ビームモード切り替え (KEKB連続入射: e-  e+定期的に切り替え) ● [現状2] ビームモード切り替え (KEB e-/e+  PF/ PF-AR) ● [将来]  4リング同時入射 (パルス毎にビームモード切り替え)

= Multi-Energy Linac Scheme= - 2. 同時入射 - = 同時入射の方法= 現状のシステムでは、磁場を高速に切り替えることは不可能。 電磁石磁場: 同一設定値を使用 (Q、ステアリング) エネルギー調整: サブブースタクライストロンのRF位相を高速制御 (IΦA unit LLRF) = Multi-Energy Linac Scheme=

= Multi-Energy Linac マシンスタディ(1) = - 2. 同時入射 - = Multi-Energy Linac マシンスタディ(1) = “2.7-GeV” ・“8-GeV” e- ビームを同一磁場で加速。 Opticsの相違は、加速位相の違い。 軌道補正: 両ビームを満足する解がある 規格化エミッタンス: はほぼ同等 “2.7 GeV" e- optics 8 GeV e- optics Deceleration phase Y. Ohnishi Energy = 2.7 GeV (SC61H) gex = 3.6x10-4 m gey = 6x10-5 m Energy = 8 GeV (SC61H) gex = 2.5x10-4 m gey = 4x10-5 m Measurement of energy and emittance

= アップグレード概要 = 3段階で実施: Phase-I: 新PF-BTラインの建設(FY05夏メンテ) - 3. アップグレードプラン - = アップグレード概要 = 3段階で実施: Phase-I: 新PF-BTラインの建設(FY05夏メンテ) ECSをバイパスすることにより、ビームモード切り替え時間を短縮化する(KEKB  PF)。 Phase-II: KEKB e-, PF e- 同時入射 Phase-III: KEKB e-/ e+, PF e-, PF-AR e- 4リング同時入射 予算が限られているため、コンポーネントは可能な限り再利用する。(電磁石・電源・架台・コリメータ・ストッパーなど)

= Phase-I 新PF-BTレイアウト= 5-8 加速ユニットを撤去し、 振り分けベンドを設置。 (FY05夏、DCベンド => パルスベンドに置き換える。) 5-8撤去 ベンド設置

- 3.1 Phase-I ライナック第三スイッチヤード New PF-BT 3

電子銃の共通化 (A1電子銃) - PF ・KEKBともにA1電子銃を使用する - 3.2 Phase-II 電子銃の共通化 (A1電子銃) - PF ・KEKBともにA1電子銃を使用する 同一磁石磁場の使用 (Multi-Energy Linac Scheme) サブブースタクライストロンRF位相を制御する A1 Gun CT Gun

- 3.3 Phase-III = KEKB e-/ e+, PF, PF-AR = ・ 同一電磁石磁場・サブブースタクライストロン高速位相制御 (Multi-Energy Linac Scheme) ・ 穴あきのe+標的を使用 (e-/ e+ モードの切り替えは、プライマリe-ビーム軌道を高速制御) ・本年夏、e+標的を交換・スタディを行う。 Current e+ target (amorphous tungsten) e+ target for phase-III (crystalline tungsten with hole)

= Phase-I建設スケジュール (本年夏) = - 4. 予算・スケジュール = Phase-I建設スケジュール (本年夏) = ・ 工期が短い: 夏期メンテナンス8週間 ・ 他の作業(通常のメンテナンス作業に加えて): ・ C-Band加速管インストール ・ e+ 標的の変更(amorphous tungsten => crystalline tungsten)

= 予算 = - 4. 予算・スケジュール Phase-I: 新PF-BT建設 電磁石・電源・真空ダクト・モニタ・架台・・・ Phase-II: グリッドパルサー/ タイミングシステム更新 (PFビームをA1電子銃から出す) Phase-III: ビームモニタDAQシステム更新(高速化) (fast waveform digitizer based on c-PCI) 高速位相制御システム タイミングシステム (Event generator/ receiver)

5. まとめ KEKライナックのアップグレードは、今年夏より開始。 4リング同時入射(PF, PF-AR, KEKB e-/ e+)の第一歩。 同一電磁石磁場・高速RF位相制御 (Multi-Energy Linac Scheme) マシンスタディ(Preliminary)の結果は良好 今後の予定: モニタDAQ  R&D Event generator/ receiver R&D AR-BT振り分けライン詳細検討・設計 etc

予備:

= 目次 = はじめに 同時入射 (Multi-Energy Linac Scheme) アップグレードプラン 予算・スケジュール まとめ Phase-I (新 PF-BTライン建設) Phase-II (KEKB e-, PF e-同時入射) Phase-III (KEKB e-/e+, PF e-, PF-AR e- 4リング同時入射) 予算・スケジュール まとめ

= KEKB 典型的な運転例 = PF, PF-AR 定時入射(1日1回, 2回) - 1. はじめに - = KEKB 典型的な運転例 = PF, PF-AR 定時入射(1日1回, 2回) KEKB: 連続入射(Continuous Injection) PF AR AR

PF, PF-ARマシンスタディ(頻繁入射を要する場合) - 1.はじめに- = マシンスタディ時には、ビームの取り合い = PF, PF-ARマシンスタディ(頻繁入射を要する場合)

- 3.1 Phase-I 5-8加速ユニットと新PF-BTライン New PF-BT ベンド設置

= 5-8加速ユニット撤去分のエネルギー補償(160-MeV) = - 3.1 Phase-I = 5-8加速ユニット撤去分のエネルギー補償(160-MeV) = C-7ユニットでSLEDを使用. 4-4ユニット(C-band) の完成. (1 acc. structure => 4 acc. structures with SKIP) = 現在 = = Phase-I = (FY05 夏)

= Multi-Energy Linac マシンスタディ(2) = - 2. 同時入射 - = Multi-Energy Linac マシンスタディ(2) = Y. Ohnishi Multi-Energy Linacのスタディを行い、実運転に使用可能であることを確かめた。 より詳細なマシンスタディを実施予定。

= Phase-I 新PF-BT Optics = (η=-2.17m:2.56mm, β=13.6m:1.34mm) dP/P=0.125% (1σ),ε=1.6e-7m 1.91times N. Iida Install Energy spread monitor