RF Test Results from Cryomodule 1 at the Fermilab SRF Beam Test Facility
在费米实验室SRF束流测试设施中，低温超导1号（CM-1）的动力运行于2010年底开始。从那时起，一系列的测试，首先对八个单独的腔，然后全面的低温冷冻已执行。我们报告这些测试的结果和经验教训，这将对费米实验室未来的模块测试产生影响。
2012-09-18 physics.acc-ph
Status and specifications of a Project X front-end accelerator test facility at Fermilab
本文介绍了X计划加速器试验装置的建设和运行情况。该设施的目的是用于受益于波束测试的项目X组件开发活动以及需要325 MHz或650 MHz RF功率的任何开发活动。它目前包括一个H-束线，一个325兆赫超导腔测试设施，一个325兆赫（脉冲）射频电源，和一个650兆赫（CW）射频电源。本文还讨论了一些具体的项目X组件，将在设施进行测试。
2012-08-16 physics.acc-ph
Vibrational measurement for commissioning SRF Accelerator Test Facility at Fermilab
费米实验室的超导射频（SRF）加速器测试设施正在调试两个低温组件。该设施的研究支持下一代高强度直线加速器，如国际直线对撞机（ILC），新的高强度注入器（X项目）和其他未来的机器。这些组件，Cryomopolymer#1（CM1）和捕获腔II（CC2），其中包含1.3 GHz的腔串联连接在光束线和通过低温管道。关于地面运动、技术和文化噪声的特性的研究仍在继续。基础和关键梁线组件之间的机械传递函数已被测量和整体系统位移的特点。考虑了低温、真空系统和其他公用设施初始运行时的基线运动测量。
2012-08-09 physics.acc-ph
Measurements and calculations of air activation in the NuMI neutrino production facility at Fermilab with the 120-GeV proton beam on target
本文介绍了在高能质子加速器上进行的空气活化的测量和计算。在室外释放的放射性核素的数量取决于运行情况，包括设施内空气交换的细节。为了提高空气活化水平的预测，MARS 15蒙特卡罗代码放射性核素生产模型进行了修改，用于这些研究。测量完成基准的新模型，并验证其用于优化研究的新的DUNE实验在长基线中微子设施（LBNF）在费米实验室。最重要的放射性核素- $^{11}$ C、$^{13}$ N、$^{15}$ O和$^{41}$ Ar -的实测产生率与改进的MARS 15程序计算的结果吻合得很好。
2017-11-30 physics.acc-ph
An 800-MeV superconducting LINAC to support megawatt proton operations at Fermilab
自2013年夏天以来，美国对高能物理优先事项进行了积极的讨论，导致费米实验室对现有加速器综合体未来发展的计划发生变化。特别是，X项目的范围缩小到在项目第一阶段支持长基中微子设施。该设施的名称改为PIP-II（质子改进计划）。这个新设施是现有质子改进计划的合理扩展，旨在使费米实验室的助推器和主注入器（MI）的平均功率增加一倍。它的设计和所需的研发与X项目密切相关。本文讨论了这一新设施的目标和变化的项目X直线加速器介绍，以支持这些目标。
2015-02-05 physics.acc-ph
Status and Plans for a Superconducting RF Accelerator Test Facility at Fermilab
先进超导试验加速器（ASTA）正在费米实验室建造。现有的新μ子实验室（NML）大楼正在为该设施进行改造。加速器将包括一个电子枪，注入器，由3个TTF型或ILC型低温模块组成的束加速部分，用于测试诊断和进行各种束测试的多个下游束线，以及一个高功率束流收集器。完成后，据设想，该设施最初将能够产生750 MeV的电子束与ILC束强度。最近完成了对该设施的扩建，将有能力将加速器升级到1.5 GeV的总束流能量。在ASTA设施附近还建造了两座新建筑，以容纳新的低温工厂和多个超导RF（SRF）低温试验台。除了测试加速器组件外，该设施还将用于测试未来SRF加速器（如ILC和Project-X）的RF功率系统、仪器和控制系统。本文介绍了该设施的现状和总体规划。
2013-01-29 physics.acc-ph
Design Considerations for Fermilab Multi-MW Proton Facility in the DUNE/LBNF era
Fermilab已经提交了两份Snowmass白皮书，内容涉及未来DUNE/LBNF的2.4~MW升级，其中包括PIP-II直线加速器的2 GeV扩展和新的快速循环同步加速器的建设。本文总结了这两个场景之间的关系，强调共同点，并跟踪其原始设计问题的差异。除了对两个2.4~MW升级方案的高度总结外，还简要讨论了分段、光束线能力、后续升级和相关研发。我们正在提出一个强有力的计划，以解决与每个场景相关的各种挑战，并选择最适合在未来几年提供质子束的概念。
2022-03-15 physics.acc-ph
Fermilab PXIE Beam Diagnostics Development and Testing at the HINS Beam Facility
费米实验室正在计划建造X项目直线加速器的原型前端。X计划的注入器实验（PXIE）有望将1mA连续波H束加速到30MeV.该项目的一些主要目标是测试连续波整流器和H源、宽带逐束团束流斩波器和低能超导直线加速器。这种加速器的成功表征和操作对束线诊断提出了严格的要求。这些关键的束流测量包括束流电流、束流轨道、束流相位、束流长度、束流横截面和发射度、束晕和束尾以及宽带斩波器的消光性能。本文介绍了PXIE束流测量要求和仪器研制计划。还介绍了在费米实验室高强度中微子源（HINS）束设施测试其中许多仪器的计划。由于HINS已经是一个操作加速器，利用HINS进行仪器测试可以更快地开发所需的PXIE诊断。
2013-01-28 physics.acc-ph
Prospects For A Muon Spin Resonance Facility In The Fermilab MuCool Test Area
本文研究了重新利用MuCool测试区（MTA）光束线和实验大厅来支持Muon自旋共振（MuSR）设施的可行性，这将使其成为美国唯一的此类设施。本报告回顾了TRIUMF、PSI和RAL研究和实际实施的基本μ子生产概念及其在MTA设施中的应用。两种方案被确定为可行。一个是具有单个次级μ介子束线的初始最小屏蔽和资本成本投资阶段，该次级μ介子束线利用现有的高强度束吸收器，另一个是升级阶段，该升级阶段实现优化的生产目标堆、接近的高强度吸收器和优化的次级μ介子线。提出了一种独特的方法，它将H-束的宏脉冲切割或剥离成微脉冲子结构-μ子产生定时方案-这允许在直线加速器环境中进行μ子自旋共振实验。有了这种定时方案，并注意目标设计和次级束收集，MTA可以主持启用和竞争性μ子自旋共振实验。
2018-06-12 physics.acc-ph
Development of a machine protection system for the Superconducting Beam Test Facility at Fermilab
费米实验室目前正在建设的超导射频束测试设施将产生能够在异常加速器脉冲的情况下损坏加速结构和束线真空室的电子束。该加速器的设计能力为每个宏脉冲可产生多达3000个聚束，重复频率为5Hz，束流能量为1.5 GeV。在束团电荷为3.2nC时，它能维持72KW的平均束流功率。在全强度下操作将在铌材料中沉积足够的能量以接近2500 °C的熔点。在早期阶段，仅安装了3个低温模块，该设施将能够产生810 MeV的电子束能量和接近40 KW的平均束功率。在任何一种情况下，都需要一个强大的机器保护系统（MPS）来减轻由于这种大的损坏潜力造成的影响。本文将描述正在开发的MPS系统，系统要求和考虑中的控制问题。
2012-09-28 physics.acc-ph
Status and plans for a SRF accelerator test faciliy at Fermilab
费米实验室正在建造一个超导射频加速器试验设施。现有的新μ子实验室（NML）大楼正在为该设施进行改造。加速器将包括一个电子枪，注入器，由3个TTF型或ILC型低温模块组成的束加速部分，用于测试诊断和进行各种束测试的多个下游束线，以及一个高功率束流收集器。当完成时，据设想，该设施最初将能够产生具有ILC束强度的810 MeV电子束。该设施的扩建计划正在进行中，这将提供将加速器升级到1.5 GeV总束流能量的能力。除了测试加速器组件外，该设施还将用于测试未来SRF加速器（如ILC和Project-X）的RF功率设备，仪器，LLRF和控制系统。本文介绍了该设施的现状和总体规划。
2012-08-17 physics.acc-ph
Status of the High Field Cable Test Facility at Fermilab
费米实验室与劳伦斯伯克利国家实验室联合建造15T背景场的高场垂直磁体测试装置，由美能源部多部门资助，可服务多领域超导测试，本文介绍其建造等各方面进展。
2023-02-16 physics.acc-ph
The Project-x Injector Experiment: A Novel High Performance Front-end For A Future High Power Proton Facility At Fermilab
一个多兆瓦质子设施，X项目，已被提出，目前正在费米实验室开发。我们正在进行一项研究和开发计划，旨在对X项目前端的关键部件进行综合系统测试。该项目被称为X项目喷射器实验（PXIE），是X项目研发计划的一个重要组成部分。该项目的成功完成将验证项目X前端的概念，从而最大限度地减少项目X中的主要技术风险因素。PXIE目前正在费米实验室建设，将在12 -17财年完成。PXIE将包括一个氢离子源，一个CW 2.1-MeV的电子束和两个可提供高达25 MeV的能量增益，平均束流为1 mA（可扩展到2 mA）的超导RF（SRF）低温模块。成功的系统测试还将证明新型前端技术的可行性，这些技术有望在X项目之外找到应用。
2014-09-18 physics.acc-ph
Feasibility study of channeling acceleration experiment at the Fermilab ASTA facility
晶体沟道技术为加速器领域提供了各种机会，并为能源前沿的未来HEP对撞机提供了高梯度（TV/m）加速的可行性。沟道加速的主要挑战是，最终的加速梯度可能需要高功率驱动器在硬X射线制度（~ 40 keV），超过那些可想象的X射线到今天，虽然X射线激光可以有效地激发固体等离子体和加速晶体通道内的粒子。此外，在如此高的外部激发场下，只有一次性晶体加速器是可能的，该外部激发场将超过破坏原子结构的电离阈值，因此加速将仅在晶格完全解离之前的短时间内发生。碳基纳米结构以其广泛的柔韧性和优越的物理强度具有巨大的潜力，可以应用于沟道加速。本文介绍了束流驱动沟道加速的概念与碳纳米管和讨论可行的实验与先进的超导测试区（ASTA）在费米实验室和超越。
2015-02-06 physics.acc-ph
Spectral Brilliance of Parametric X-rays at the FAST facility
我们讨论了在费米实验室的FAST（费米实验室加速器科学与技术）设施的新的光注入器的参数X射线的产生。这些实验将在沟道X射线辐射实验之外进行。低发射率的电子束使该设备成为产生明亮X射线的有前途的来源。我们讨论了理论模型，给出了不同条件下的强度谱、能量和角宽度以及光谱亮度的详细计算。我们还报告了预期的结果与参数X射线产生的同时沟道条件下。
2015-06-22 physics.acc-ph
Radiation Shielding Analysis for the PIP-II Linac at Fermilab
质子改进计划II（PIP-II）[1]是费米实验室开发的，为实验室的实验提供强大的质子束。一个800兆电子伏的超导直线加速器-该项目的核心-目前正在建设中的巴达维亚，伊利诺伊州（美国）。完成后，超导直线加速器将成为费米实验室长基线中微子设施（LBNF）所需的1.2 MW（第1阶段）和2.4 MW（第2阶段）质子束的起点[2]。由于在加速器部件中不可避免地损失一部分束流，在正常运行和事故期间，在加速器隧道中将产生一定水平的辐射。本文研究加速器装置的辐射屏蔽设计。
2023-01-19 physics.acc-ph
First high gradient test results of a dressed 325 MHz superconducting single spoke resonator at Fermilab
一个新的超导RF腔测试设备已在费米实验室投入使用，并首次测试了325 MHz，β = 0.22的超导单辐腔，该腔配有氦护套和原型调谐器。该设施的描述和结果的全梯度，CW腔测试与高Qext驱动耦合器的报告。对Q病和外加磁场的敏感性进行了研究。将结果与在氢气脱气和焊接到氦气夹套中之前获得的裸腔结果进行比较。
2012-02-07 physics.acc-ph
Novel ASTA Users Facility At Fermilab: A Testbed For Superconducting RF Technology And ERL R&D
目前正在费米实验室调试的高级超导测试加速器（ASTA）将使广泛的基于束流的实验能够研究束流强度的基本限制，并开发粒子束产生，加速和操纵的变革性方法。ASTA结合了一个超导射频（SRF）直线加速器，耦合到一个光电注入器和能够存储电子或质子的小周长存储环。ASTA将为能源前沿设施的研发建立一个独特的资源，并为SRF加速器和高亮度光束应用（包括ERLs）建立一个测试平台。ASTA的独特之处包括：（1）高重复率，（2）美国最高的峰值和平均亮度之一，(3)一个GeV级的束流能量，（4）一个非常稳定的束流，（5）SRF和高质量束流的可用性，以及（6）一个存储环能够支持广泛的环为基础的先进的束流动力学实验。这些独特的功能将促进先进加速器研发的广泛计划，这在其他地方无法进行。我们描述了ASTA及其实验计划，特别强调了与ERL相关的加速器研发机会。
2014-09-19 physics.acc-ph
Status of the Top Plate and Anticryostat for High Field Cable Test Facility at Fermilab
本文报告了费米实验室高场垂直磁体测试设施（HFVMTF）中顶板组件和防低温恒温器的现状，该设施用于高磁场下测试高温超导电缆及磁体模型。
2024-03-19 physics.acc-ph physics.app-ph
Project X - a new multi-megawatt proton source at Fermilab
X项目是一个多兆瓦的质子设施，正在开发中，以支持基本粒子物理学的强度前沿研究，并可能应用于费米实验室的核物理和核能研究。该计划的核心是一个超导H-直线加速器，它将支持世界领先的长基线中微子实验和稀有过程研究计划。基于与国际直线对撞机（ILC）共享的技术，X项目将从主注入器提供60-120 GeV的多MW光束，同时以较低的能量提供非常高的强度光束。X项目还将支持Muon对撞机的开发，作为能源前沿的未来设施。
2012-08-28 physics.acc-ph
Design of the LBNE Beamline
长基线中微子实验（LBNE）将利用位于费米实验室的光束线设施，在中微子物理学方面开展引人注目的研究计划。该设施将向位于南达科他州桑福德地下研究设施（Sanford Underground Research Facility）的探测器发射宽波段中微子束，距离约1,300公里。该设施的主要组成部分是一条初级质子束线和一条中微子束线。初级质子束（60 - 120 GeV）将从费米实验室主注入器的MI-10部分提取。中微子是在质子撞击固体靶后产生的，并产生介子，介子被符号选择，随后被一组磁角聚焦到204米长的衰变管中，在那里它们主要衰变为μ子和中微子。该设施的参数是在考虑到物理目标、空间和放射性限制以及在费米实验室运行NuMI设施所获得的经验的情况下确定的。初始束流功率预计约为1.2 MW，但该设施设计为可在2.3 MW运行时运行。我们在这里讨论的设计和相关的挑战的状态。
2015-02-05 physics.acc-ph
Accelerator Complex Evolution at Fermilab
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
本文概述美国最大强子加速器设施为支持中微子研究而进行的重大改造，讨论相关项目及其对加速器界的影响。
2026-06-25 physics.acc-ph
Time Slicing of Neutrino Fluxes in Oscillation Experiments at Fermilab
针对费米实验室中微子振荡实验降低系统误差的需求，提出通过生成短质子束团、传输窄束实现频闪法，以区分中微子流强与截面的不确定度。
2024-10-31 physics.acc-ph
200 MV Record Voltage Of vCM And LCLS-II-HE Cryomodules Production Start At Fermilab
直线加速器相干光源（LCLS）是SLAC国家加速器实验室的X射线科学设施。LCLS-II项目（LCLS的升级）正处于调试阶段; LCLS-II-HE（高能）项目是该设施的另一个升级，可实现更高的能量运行。利用低温模块中的超导射频（SRF）腔加速电子束。计划为LCLS-II-HE项目建造24个1.3 GHz标准低温模块和一个1.3 GHz单腔聚束捕获腔（BCC）低温模块。其中14个标准低温模块和BCC计划在费米实验室组装和测试。标准低温制冷部件的安装已接近完成。第一台LCLS-II-HE低温冷冻机（称为验证低温冷冻机（vCM））在费米实验室组装和测试。费米实验室已经完成了第二台低温恒温器的组装。本文介绍了费米实验室LCLS-II-HE低温制冷机的生产状况，强调了根据LCLS-II的成功、挑战、缓解措施和经验教训所做的更改;通过出色的vCM结果验证了更改。
2022-08-26 physics.acc-ph
Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF) and Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) Conceptual Design Report Volume 3: Long-Baseline Neutrino Facility for DUNE June 24, 2015
LBNF/DUNE概念设计报告的这一卷涵盖了DUNE的长基线中微子设施，并描述了LBNF项目，其中包括费米实验室的光束线的设计和建造，费米实验室和SURF的常规设施，以及DUNE远探测器所需的低温恒温器和低温基础设施。
2016-01-21 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Mechanical Design of a High Energy Beam Absorber for the Advanced Superconducting Test Accelerator (ASTA) at Fermilab
为费米实验室的先进超导试验加速器（ASTA）建造了一个高能束流吸收器。在该设施的初始配置中，电子束将通过3个TTF型或ILC型RF低温模块加速到750 MeV的能量。电子束将被引导到多个下游实验和诊断束线之一，然后沉积在两个束吸收器之一中。该设施的设计可容纳多达6个低温模块，这将产生一个75千瓦的1.5 GeV束流;这是束流吸收器的驱动设计条件。光束吸收器由水冷石墨、铝和铜层组成，这些层包含在充满氦气的外壳中。本文介绍了梁式吸收器的机械实现，重点是热设计和分析。此外，辐射诱导的石墨降解的潜力进行了讨论。
2013-01-23 physics.acc-ph
Fermilab SRF cryomodule operational experience
费米国家加速器实验室正在新μ子实验室建造一个先进的加速器研究和开发设施。支持该设施初始阶段的低温基础设施包括两台Tevatron式独立制冷机、低温分配系统以及一个环境温度泵送系统，以实现2 K操作和支持净化系统。在项目的这一阶段，安装了一个III型加1.3 GHz的低温恒温器，进行了冷却和测试。低温恒温器的设计约束要求低温恒温器的各个回路以预定速率冷却。这些限制需要特殊的设计解决方案来实现。本文介绍了使用新μ子实验室低温系统的1.3 GHz低温恒温器的初始冷却和运行经验。
2012-09-12 physics.acc-ph
Design Of The LBNF Beamline
长基线中微子设施（LBNF）将利用位于费米实验室的光束线，提供足够强度和适当能量范围的中微子束，并将其瞄准深地下中微子实验（DUNE）探测器，该探测器位于南达科他州铅的SURF设施的地下深处。初级质子束（60-120 GeV）将从费米实验室主注入器的MI-10部分提取。当质子与固体靶相互作用产生介子时会产生中微子，介子随后会被磁角聚焦到194米长的衰变管中，在那里它们会衰变成μ子和中微子。该设施的参数确定考虑到物理目标，空间和放射性的限制，并通过运行在费米实验室的NuMI设施所获得的经验。Beamline设施的设计初始运行质子束功率为1.2兆瓦，有能力支持升级到2.4兆瓦。LBNF/DUNE于2015年11月获得CD-1批准。我们在这里讨论设计状态和相关的挑战，以及在确定设施基线之前的研发和改进计划。
2017-04-14 physics.acc-ph
Updates and Lessons Learned from NuMI Beamline at Fermilab
本文总结了费米实验室 NuMI 束线的近期更新与运维经验，涵盖束流性能优化和稳定性挑战，为未来束线项目（如 LBNF）提供最佳实践与路线图。
2024-12-16 physics.acc-ph
Neutrino Program at Fermilab -- Enhancing proton beam power and accelerator infrastructure
费米实验室通过ACE计划等升级加速器基础设施与质子束功率，支撑DUNE等长基线中微子实验及多领域粒子物理研究，深化对基本粒子的理解。
2024-07-10 physics.acc-ph
Radiation shielding calculations for MuCool Test Area at Fermilab
MuCool测试区（MTA）是一个直接来自费米实验室直线加速器的强流原束设施，用于测试热沉积和与正在开发的用于冷却强流μ子束的液氢靶相关的其他技术问题。在屏蔽研究中，使用MARS 14代码对MuCool试验区进行蒙特卡罗辐射屏蔽计算，包括目标大厅和周围护堤的下游部分、入口坑、服务大楼和停车场，并在拟议MTA实验配置的背景下进行讨论。
2004-06-15 physics.acc-ph
Dual fast-cycling superconducting synchrotron at Fermilab and a possible path to the future of high energy particle physics
我们简要概述了短期和长期的物理动机，在费米实验室的Tevatron隧道中建造一个双，快循环超导同步加速器（DSFMR -双超铁主环）。我们讨论了使用该加速器作为高强度双中微子束源的长基线中微子振荡搜索实验，也作为一个快速，双预注入加速器的VLHC（甚大强子对撞机）。
2010-05-06 physics.acc-ph
The NuMI Neutrino Beam at Fermilab
费米实验室的主注入器（NuMI）设施的中微子于2004年底开始运行。NuMI将以58 mrad的速度向地球发射一束可变能量（2-20 GeV）的强烈μ子中微子束，用于短距离（~ 1公里）和长距离（~700-900公里）的基线实验。几个方面的设计和早期调试运行的结果进行了审查。
2005-07-30 hep-ex physics.acc-ph
Fermilab Main Injector and Recycler Operations in the Megawatt Era
为支撑LBNF与DUNE项目，费米实验室通过改造回收器滑堆积流程、缩短主注入器加速斜坡时间，首次实现NuMI束流1兆瓦运行，并探讨了进一步优化的方案及对未来运行的影响。
2023-10-03 physics.acc-ph
Proton Beam Intensity Upgrades for the Neutrino Program at Fermilab
费米实验室致力于将其加速器复合体升级到强度前沿，以在中微子领域及其他领域进行HEP研究。升级有两个步骤：1）正在进行的质子改进计划（PIP）的主要目标是到2017年底开始在NOvA目标上提供700 kW的束流功率，以及2）预见的PIP-II将在下一个十年中期之前用800 MeV超导LINAC取代现有的LINAC，即助推器的400 MeV注入器，其中来自助推器的输出束强度显著增加，并且NOvA靶上的束功率增加到<1.2MW。无论如何，费米实验室助推器将在未来20年发挥非常重要的作用。在这方面，我们最近为助推器开发并委托了一个创新的束流注入方案，称为“早期注入方案”。“这个方案已经在运行，并有可能增加助推器束流强度从PIP的设计目标相当大的数额与减少束流发射度和束流损失。在本文中，我们将介绍我们的经验，从新的计划在操作中，目前的状况和未来的计划。
2017-05-03 physics.acc-ph
Novel Approaches to High-Power Proton Beams
费米实验室长基线中微子计划中潜在的可实现的束流功率激发了费米实验室质子复合体快速循环同步加速器（RCS）强度升级的重新设计和优化工作。我们研究了对费米实验室RCS设计具有高影响潜力的技术发展领域--低损耗滑移堆积、先进的中微子靶研发、激光剥离H $^{-}$注入、快速倾斜的超铁磁体、非线性可积光学、电子透镜器件和下一代晕圈监测器。简要概述了费米实验室加速器科学技术（FAST）设施，其中后三项技术将进行全面的束流测试。
2020-01-15 physics.acc-ph
Synchronization of the Fermilab Booster and Main Injector for Multiple Batch Injection
到目前为止，120 GeV的费米实验室主注入器加速器已经加速了来自8 GeV快速循环助推器同步加速器的一批质子，用于生产运行II的反质子。在未来，主注入器必须同时加速6个或更多的助推器批次;第一批将被提取到反质子源，而其余的将被提取到NuMI/MINOS（主注入器/主注入器中微子振荡搜索）中微子实验。在避免束线的不可接受的放射活化的同时执行该多批次操作需要在加速器之间进行先前不必要的同步。我们描述了一种机制，并提出了结果，提前或延迟的纵向进展的助推器梁的主动反馈径向操纵的光束在加速期间。
2004-07-01 physics.acc-ph
Overview of the LBNE Neutrino Beam
长基线中微子实验（LBNE）将利用位于费米实验室的中微子束线设施。该设施旨在将中微子束对准位于南达科他州深地下科学与工程实验室（DUSEL）的探测器。中微子的产生有三个步骤。首先，来自主注入器的质子击中固体目标并产生介子。然后，带电介子被一组聚焦喇叭聚焦到衰变管中，朝向远处的探测器。最后，进入衰变管的介子衰变为中微子。该设施的参数是由物理目标的混合物，该设施的蒙特卡罗建模，并通过在费米实验室操作NuMI设施所获得的经验。初始射束功率预计为~700 kW，然而，选择了一些参数以能够处理2.3 MW的射束功率。
2012-09-11 physics.acc-ph
Long baseline neutrino beams at Fermilab
自1998年NuMI项目启动以来，费米实验室一直有一个非常活跃的长基线中微子计划。自2005年投入使用以来，设计功率为400千瓦的NuMI光束一直在MINOS中微子振荡计划中运行。NOvA将NuMI升级到700千瓦的工作目前进展顺利，光束升级将于2012-2013年完成。下一代LBNE中微子束的设计开发现在是一个主要的正在进行的努力。我们在这里报告这些光束的突出特点和限制，以及经验和预期的重大挑战。
2013-04-17 hep-ex physics.acc-ph
Target Multiwire for the Fermilab Booster Neutrino Beamline
针对费米实验室Booster中微子束流线原有多丝剖面监测器辐射损伤的问题，研究人员设计了采用镀金钨丝、氧化铝陶瓷平面与耐辐射材料的新型BNB靶多丝探测器，可实现精确的束流剖面测量，本文详述其设计功能并展示相关数据。
2024-01-30 physics.acc-ph
Current status of the LBNE neutrino beam
长基线中微子实验（LBNE）将利用位于费米实验室的中微子束线设施。该设施的设计目的是将一束中微子瞄准位于南达科他州的探测器。中微子的产生有三个步骤。首先，来自主注入器的质子击中固体目标并产生介子。然后，带电介子被一组聚焦喇叭聚焦到衰变管中，朝向远处的探测器。最后，进入衰变管的介子衰变为中微子。该设施的参数是由物理目标的混合物，该设施的蒙特卡罗建模，并通过在费米实验室操作NuMI设施所获得的经验。初始射束功率预计为~700 kW，然而，选择了一些参数以能够处理2.3 MW的射束功率。LBNE中微子束通过考虑许多价值工程建议对初始设计进行了重大修改，并描述了当前的设计。
2015-02-06 physics.acc-ph
Status of the Design of the LBNE Neutrino Beamline
长基线中微子实验（LBNE）将利用位于费米实验室的中微子束线设施，在中微子物理学方面开展引人注目的研究计划。该设施将把一束中微子射向大约1300公里外的南达科他州霍姆斯特克煤矿的探测器。中微子的产生过程如下：首先，从主注入器的MI-10部分提取的质子（60-120 GeV）击中一个固体靶并产生介子。然后，带电介子被一组聚焦喇叭聚焦到一个250米长的衰变管中，朝向远处的探测器。最后，进入衰变管的介子衰变为中微子。该设施的参数是在考虑到若干因素的情况下确定的，这些因素包括物理目标、设施建模、空间和放射性限制以及在费米实验室运行NuMI设施所获得的经验。初始束流功率预计约为700千瓦，但选择的一些参数能够处理2.3兆瓦的束流功率，以使该设施能够与升级的加速器复合体一起运行。我们在这里讨论的设计和相关的挑战的状态。
2013-01-29 physics.acc-ph
Design and testing of the New Muon Lab cryogenic system at Fermilab
费米国家加速器实验室正在新μ子实验室大楼建造一个超导1.3 GHz低温试验设施。该设施将用于测试和验证冷冻机设计以及支持系统。在项目的初始阶段，将使用单个Tevatron型独立制冷机冷却和测试单个III型加1.3 GHz制冷机。随后的阶段包括测试多达两个完整的RF单元，包括多达六个1.3 GHz的低温模块，并增加了一个新的低温设备。低温基础设施包括制冷系统、低温分配系统以及环境温度泵送系统，以实现2 K操作和支持净化系统。讨论了各阶段的可用容量与建议的热负荷，以及调试结果和测试时间表。本文介绍了新μ子实验室低温系统的初始阶段的计划，现状和挑战。
2012-06-28 physics.acc-ph
An Upgrade Path for the Fermilab Accelerator Complex
PIP-II项目及其超导直线加速器的完成将为LBNF/DUNE中微子物理设施提供高达1.2兆瓦的束流功率。它还将能够直接从直线加速器产生高功率光束，这些光束也可用于低能粒子物理实验，例如将光束导向费米实验室的μ子园区。然而，对DUNE的束流功率的任何进一步的重大升级都将受到该设施现有助推器同步加速器的限制。为了将DUNE的功率增加两倍，将需要一个新的加速器布置来为不包括助推器的主喷射器提供动力。在下文中，一个路径升级费米实验室加速器复合体，使束流功率为2.4兆瓦的DUNE，使用一个新的快速循环同步加速器加上能源升级的PIP-II直线加速器。该路径包括能够激发一个新的低能量，非常高功率的光束传输系统的实验，可以解决助推器更换科学工作组提出的大部分科学计划。它还允许未来的可能性从主喷射器超过2.4兆瓦高达大约4兆瓦。
2022-03-11 physics.acc-ph
Recent Progress of RF Cavity Study at Mucool Test Area
为了开发一种适用于μ子束冷却通道的射频腔，费米实验室建立了一个新的设备，称为Mucool测试区（MTA）。MTA是一个独特的设施，其目的是在各种条件下测试RF腔。有201和805兆赫的高功率源，一个4特斯拉的螺线管磁铁，一个低温系统，包括一个氦液化器，一个防爆装置，以操作气体/液氢，和一个束传输线发送一个强烈的H-束从费米实验室直线加速器到MTA大厅。本文件将讨论MTA最近的活动。
2012-01-27 physics.acc-ph
Time Served
本文探讨费米实验室时间测量的历史、现状及未来发展，旨在全面了解其运作机制。
2025-12-10 physics.acc-ph
PXIE: Project X Injector Experiment
一个多兆瓦的质子设施，X项目已经提出，目前正在费米实验室开发。作为这个发展计划的一部分，我们正在费米实验室建造一个X项目直线加速器前端的原型。该设施的建设和成功运营将验证项目X前端的概念，从而最大限度地减少项目中的主要技术风险因素。X项目注入器实验（PXIE）可在12 -16财年期间建造，将包括一个氢离子源，一个CW 2.1 MeV的超导体和两个SC低温模块，在平均束流为1 mA时提供高达30 MeV的能量增益。该设施的成功运营将证明新的前端技术的可行性，这些技术将在X项目之外找到更长期的应用。
2013-01-30 physics.acc-ph
Record High-Gradient SRF Beam Acceleration at Fermilab
许多现代和未来的粒子加速器都采用高梯度超导射频（SRF）来产生高能、高强度和高亮度的束流，用于高能物理、核物理和基础能源科学等研究。本文报道了一个大规模SRF系统的记录性能，该系统的平均束流加速梯度符合ILC的31.5MV/m规范。本文介绍了八腔1.3GHz SRF低温制冷机的设计、无束流时的性能以及在Fermilab加速器科学与技术（FAST）装置上用强流电子束调试的结果。我们还简要地讨论了进一步的光束研究和测试的机会，在FAST，包括那些更高的梯度和更有效的SRF加速。
2018-08-09 physics.acc-ph
Experiences with the Fermilab HINS 325 MHz RFQ
费米实验室高强度中微子源计划已经建造并调试了一个脉冲325 MHz的中微子源。该加速器已成功地加速了质子束在加速器设计的射频功率。经验遇到的条件反射，包括症状和原因的失控失谐问题，和第一束结果首次报道。
2012-02-07 physics.acc-ph
Using the Fermilab Proton Source for a Muon to Electron Conversion Experiment
费米实验室质子源能够为未来的长基线中微子计划（NuMI）和新的低能μ子实验计划提供8 GeV的质子。特别是，如果将8 GeV的质子重新聚束，然后缓慢地提取到外部束线中，所产生的质子束将适合于设计用于将现有灵敏度提高三个数量级的μ子到电子转换实验。我们描述了一个计划所需的光束操纵。该方案使用累加器进行动量叠加，使用聚束器进行聚束和缓慢提取。这将允许μ子计划与未来的NuMI计划同时运行，每年为μ子计划提供10^20个8 GeV的质子，代价是中微子计划可用质子的适度减少（约10%）。
2006-11-13 physics.acc-ph
A Staged Muon Accelerator Facility For Neutrino and Collider Physics
以μ子为基础的设施提供了独特的潜力，可以在中微子工厂的强度前沿和μ子对撞机的能量前沿提供能力。它们依赖于一种具有挑战性参数的新技术，其可行性目前正在由μ子加速器计划（MAP）进行评估。一个现实的情况下，一系列的补充阶段的设施，在每个阶段的复杂性和显着的物理潜力已经开发。它利用并利用了费米实验室已规划的功能，特别是通过质子改进计划（PIP-II）和长基线中微子设施（LBNF）启动的加速器综合体长期改进战略。每个阶段都旨在提供研发平台，以验证后续阶段所需的技术。的理由和顺序的分期过程和关键问题要解决的每个阶段，提出。
2015-02-05 physics.acc-ph
Fermilab Antiproton Source, Recycler Ring, and Main Injector
费米实验室反质子生产综合体在2011年结束运行时，包括一个精密的靶系统、三个8-GeV储存环（即聚束器、累积器和回收器）、25个独立的多GHz随机冷却系统、世界上唯一的相对论电子冷却系统和一个无人能及的技术专家团队。费米实验室的加速器综合体支持一个广泛的物理计划，包括Tevatron Collider Run II，使用8 GeV和120 GeV质子束的中微子实验，以及测试束设施和其他使用120 GeV初级质子束的固定目标实验。本文简要介绍了费米实验室加速器在对撞机运行II（2011年）结束时的运行情况。
2014-08-04 hep-ex physics.acc-ph
Status of the LBNE Neutrino Beamline
长基线中微子实验（LBNE）将利用位于费米实验室的中微子束线设施，在中微子物理学方面开展引人注目的研究计划。该设施将把一束中微子射向位于南达科他州霍姆斯特克矿的探测器。中微子的产生有三个步骤。首先，来自主注入器的质子（60-120 GeV）击中固体靶并产生介子。然后，带电介子被一组聚焦喇叭聚焦到衰变管中，朝向远处的探测器。最后，进入衰变管的介子衰变为中微子。该设施的参数是在考虑到若干因素的情况下确定的，这些因素包括物理目标、设施的蒙特卡罗建模、空间和放射性限制以及在费米实验室运行NuMI设施所获得的经验。初始射束功率预计为~700 kW，然而，选择了一些参数以能够处理2.3 MW的射束功率。我们在这里讨论的概念设计和相关的挑战的状态。
2011-12-04 hep-ex physics.acc-ph
Beam Dynamics Studies at the PIP-II Injector Test Facility
2020-2021年在PIP-II注入器测试设施（PIP 2 IT）进行了一系列束流动力学研究，该设施是为了验证费米实验室正在建造的PIP-II直线加速器前端的概念而建造的。PIP 2 IT由一个30 keV的氢离子源、一个2米长的低能束流传输器（LEBT）、一个2.1 MeV的CW离子源、一个10米长的中能束流传输器（MEBT）、两个将束流加速到16 MeV的低温模块和一个将束流带到转储器的高能束流传输器（HBT）组成。本文介绍了在PIP 2 IT上进行的束流动力学相关测量，如Allison扫描仪的Twiss参数，沿注入器的束流包络，以及横向和纵向均方根发射度重建。这些测量结果进行了比较，从光束动力学代码Tracewin的预测。
2022-08-24 physics.acc-ph
