Published May 20, 2013
| Version v1
Publication
Open
Alternate phase focusing in sequence of independent phased resonators as superconducting linac boosters
Description
Theoretical study of an alternate phase focusing (APF) structure, realized in a long chain of double gap quarter wave resonators, capable of accelerating heavy ions from 1.3 to $7\text{ }\text{ }\mathrm{MeV}/\mathrm{u}$ has been carried out. Mathieu-Hill stability analysis for the focusing periods consisting of independent resonators with phase variation satisfying square-wave law has been used to evaluate parameters such as the electric field and phase for the resonators. Furthermore, a smooth approximation method taking into account the acceleration in the linac has been employed to find out the rf bucket parameters (energy and phase width acceptance) of the focusing periods. Corroborative particle tracking (longitudinal and transverse) has been carried out using simulated 3D fields for double gap quarter wave resonators (QWR). Steering effects in QWRs over the period have also been studied. In one APF period, the individual phase of resonators changes sign resulting in a vertical steering kick in a particular direction, which is less as compared to the case where all the individual resonators operate in the same phase.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم إجراء دراسة نظرية لهيكل تركيز الطور البديل (APF)، الذي تم تحقيقه في سلسلة طويلة من رنانات ربع الموجة ذات الفجوة المزدوجة، القادرة على تسريع الأيونات الثقيلة من 1.3 إلى 7 $\text{}\ text {}\mathrm{MeV} /\mathrm{u }$. تم استخدام تحليل استقرار ماثيو هيل لفترات التركيز التي تتكون من مرنانات مستقلة مع تباين الطور الذي يفي بقانون الموجة المربعة لتقييم المعلمات مثل المجال الكهربائي ومرحلة الرنانات. علاوة على ذلك، تم استخدام طريقة تقريبية سلسة مع الأخذ في الاعتبار التسارع في الخط لمعرفة معلمات دلو الترددات اللاسلكية (قبول الطاقة وعرض الطور) لفترات التركيز. تم إجراء تتبع الجسيمات المؤيدة (الطولية والمستعرضة) باستخدام حقول محاكاة ثلاثية الأبعاد لموجات رنين ربع سنوية مزدوجة الفجوة (QWR). كما تمت دراسة تأثيرات التوجيه في QWRs خلال الفترة. في فترة واحدة، تتغير المرحلة الفردية من الرنانات مما يؤدي إلى ركلة توجيه رأسية في اتجاه معين، وهي أقل مقارنة بالحالة التي تعمل فيها جميع الرنانات الفردية في نفس المرحلة.Translated Description (French)
L'étude théorique d'une structure de focalisation de phase alternée (APF), réalisée dans une longue chaîne de résonateurs quart d'onde à double gap, capable d'accélérer les ions lourds de 1,3 à 7 $ \text{ }\ text {}\mathrm{MeV}/\mathrm{u}$ a été réalisée. L'analyse de stabilité Mathieu-Hill pour les périodes de focalisation constituées de résonateurs indépendants à variation de phase satisfaisant la loi des créneaux a été utilisée pour évaluer des paramètres tels que le champ électrique et la phase pour les résonateurs. En outre, une méthode d'approximation lisse prenant en compte l'accélération dans le linac a été utilisée pour connaître les paramètres du godet rf (acceptation de l'énergie et de la largeur de phase) des périodes de focalisation. Le suivi corroboratif des particules (longitudinales et transversales) a été réalisé à l'aide de champs 3D simulés pour des résonateurs quart d'onde à double entrefer (QWR). Les effets de pilotage dans les QWR sur la période ont également été étudiés. Dans une période APF, la phase individuelle des résonateurs change de signe, ce qui entraîne un coup de pied de direction vertical dans une direction particulière, ce qui est inférieur par rapport au cas où tous les résonateurs individuels fonctionnent dans la même phase.Translated Description (Spanish)
Se ha llevado a cabo el estudio teórico de una estructura de enfoque de fase alternativa (APF), realizada en una larga cadena de resonadores de cuarto de onda de doble hueco, capaz de acelerar iones pesados de 1,3 a $ 7\text{ }\ text {}\mathrm{MeV}/\mathrm{u}$. Se ha utilizado el análisis de estabilidad de Mathieu-Hill para los períodos de enfoque que consisten en resonadores independientes con variación de fase que satisfacen la ley de onda cuadrada para evaluar parámetros como el campo eléctrico y la fase de los resonadores. Además, se ha empleado un método de aproximación suave que tiene en cuenta la aceleración en el linac para averiguar los parámetros del cubo de rf (aceptación de energía y ancho de fase) de los períodos de enfoque. El seguimiento corroborativo de partículas (longitudinal y transversal) se ha llevado a cabo utilizando campos 3D simulados para resonadores de cuarto de onda (QWR) de doble espacio. También se han estudiado los efectos de dirección en los QWR durante el período. En un período de APF, la fase individual de los resonadores cambia de signo, lo que resulta en una patada de dirección vertical en una dirección particular, que es menor en comparación con el caso en que todos los resonadores individuales operan en la misma fase.Files
PhysRevSTAB.16.052001.pdf
Files
(5.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:e23b19311635329d326a1f0f4167bb00
|
5.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التركيز على الطور البديل في تسلسل الرنانات المرحلية المستقلة كمعززات ليناك فائقة التوصيل
- Translated title (French)
- Concentration de phase alternée en séquence de résonateurs indépendants à commande de phase comme amplificateurs linac supraconducteurs
- Translated title (Spanish)
- Enfoque de fase alternativo en secuencia de resonadores de fase independientes como amplificadores de linac superconductores
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2316861472
- DOI
- 10.1103/physrevstab.16.052001
References
- https://openalex.org/W2005012678
- https://openalex.org/W2019716672
- https://openalex.org/W2033008895
- https://openalex.org/W2039237546
- https://openalex.org/W2045287662
- https://openalex.org/W2070900228
- https://openalex.org/W2081700895