Continuous wave superconducting radio frequency electron linac for nuclear physics research
CEBAF，连续电子束加速器设施，自1995年以来一直积极服务于核物理研究界作为一个独特的前沿国际资源。这CW电子直线加速器（直线加速器）在美国能源部的托马斯·杰斐逊国家加速器设施（杰斐逊实验室）继续发展作为一个精确的工具，识别核内的结构和动力学。超导RF（SRF）技术一直是CEBAF的重要基础，首先是4 GeV的机器，然后是6 GeV，目前能够达到12 GeV。我们审查的发展，实施和性能的SRF系统CEBAF从早期开始的12 GeV时代的调试。
2016-11-17 physics.acc-ph
Achievement of 200,000 hours of operation at KEK 7-GeV electron 4-GeV positron injector linac
本文回顾KEK电子/正电子注入器LINAC 39年发展与20万小时运行成就，概述其技术演进、震后恢复及对多学科实验的支撑。
2022-07-04 physics.acc-ph
5 (Upgradable to 25 keV) Free Electron Laser (FEL) Facility
利用再循环超导射频（SRF）直线加速器（linac）的自由电子激光（FEL）设施提供了实现比类似成本的非再循环直线加速器大大约五倍的光子能量的机会。> 4GeV SRF，cw，电子直线加速器可用于驱动产生5keV光子的FEL。SLAC国家加速器实验室，能源部（DOE）的基础能源科学（BES）实验室，建议在现有的直线加速器隧道的一部分，利用4 GeV的非循环，SRF，直线加速器。>对于与拟议的SLAC战略类似的初始投资，再循环SRF直线加速器系统可以提供5 keV光子能量的4 GeV电子，并提供25 keV光子能量的升级路径。约占初始投资三分之一的进一步支持将为额外的SRF直线加速器和低温能力提供升级资金，足以提供与欧洲XFEL相匹配的25 keV光子的电子能量。
2013-11-01 physics.acc-ph
A CW superconducting linac as the proton driver for a medium baseline neutrino beam in China
在我国中微子实验的长期规划中，提出了一种采用束流功率为15 MW的连续波超导直线加速器作为质子驱动器的中基线中微子束流。直线加速器将基于中国-ADS项目正在开发的技术，但对可靠性的要求要低得多。它由一个3.2MeV的正常传导超导体和5个不同类型的超导腔组成。标称设计能量和电流分别为1.5 GeV和10 mA。本文将介绍物理设计的一般考虑和初步结果。此外，替代设计，如2.0 GeV和2.5 GeV，因为他们可能需要的一般设计可以很容易地从名义上扩展。
2013-12-30 physics.acc-ph
An 8 GeV Linac as the Booster Replacement in the Fermilab Power Upgrade: a Snowmass 2021 White Paper
本文提出用 8 GeV 直线加速器替代费米实验室增强器，通过扩展 PIP-II 至 2 GeV 并新建 1300 MHz SRF 段至 8 GeV，将 DUNE 中微子束流功率提升至 2.5 MW 以上。
2023-06-02 hep-ex physics.acc-ph
A Super-Conducting Linac Driver for the HFBR
本文报道了美国布鲁克海文国家实验室（BNL）质子超导直线加速器（SCL）作为高通量Breader反应堆（HFBR）驱动器的可行性研究。直线加速器以连续波（CW）模式工作，产生平均10兆瓦的束流功率。直线加速器能量为1.0 GeV。平均质子束强度为10 mA。
2000-08-16 physics.acc-ph
A Hybrid Design of Project-X
Project-X是费米实验室下一个主要加速器建设项目的主要候选人。X项目的任务需求是为粒子物理研究建立一个强度前沿，或者更准确地说，为中微子和其他粒子研究建立一个多兆瓦质子源。再加上升级的主注入器（MI）和回收器，8 GeV超导RF（SRF）H-直线加速器满足了这一需求[1]。然而，一个更具成本效益的方法将是一个混合设计，即，一个2 GeV的SRF直线加速器和一个8 GeV的快速循环同步加速器（RCS）的组合，而不是一个8 GeV的SRF直线加速器。这种替代设计也满足任务需要，但成本较低，因为同步加速器比SRF直线加速器便宜。它保留了使用2 GeV SRF直线加速器的能力，用于ILC技术开发。它重复使用现有的Debuncher外壳和Booster RF。2 GeV H-粒子的传输线比目前的8 GeV设计更短，因为可以使用更强的偏转磁体。H-粒子的黑体辐射剥离将不再是一个问题，并且可以消除对低温束屏蔽的要求。剥离箔的效率更高，注入损失（kJ）将减少4倍。本文介绍了这种替代设计，并简要描述了设计中的主要部件。
2009-12-14 physics.acc-ph
Rapid Cycling Synchrotron Option for Project X
本文介绍了X计划的8 GeV快速循环同步加速器（RCS）方案。它比8 GeV SC直线加速器有几个优点。特别是，成本可以更低。采用2GeV 10mA脉冲直线加速器作为注入器，RCS将能够为μ子对撞机提供4MW的束流功率。如果使用2 GeV 1 mA CW直线加速器，RCS仍然能够满足X计划的要求，但由于注入时间很长，它很难用于μ子对撞机。
2009-12-14 physics.acc-ph
Feasibility of the DAFNE-Linac energy doubling
弗拉斯卡蒂DAFNE Phi工厂的能量倍增可以通过将环的能量从最初的510 MeV注入束或通过将现有的直线加速器能量升级到> 1.02 GeV来实现，以便以全能量注入束。这两个选项之间的选择不是本文的目标，相反，提出了一些技术解决方案，允许重复使用DAFNE正负电子直线加速器的所有组件。
2004-02-17 physics.acc-ph
EUPRAXIA@SPARC_LAB: Beam Dynamics studies for the X-band Linac
在Eupraxia设计研究的框架内，已提议在INFN的Frascati（意大利）实验室实现先进的加速器设施EUPRAXIA@ EUPRAXIA_LAB。两个先进的加速方案将被应用，即一个最终的高梯度1 GeV的X-波段直线加速器与等离子体加速阶段一起提供加速梯度的GeV/m的顺序。预计自由电子激光方案将产生3-10 nm范围内的X射线束。500太瓦激光系统也预见到电子和离子生产实验和康普顿背散射相互作用的计划与提取光束线在中间电子束能量的中子束和太赫兹辐射生产。在直线加速器的电子束动力学研究在这里一起提出的初步机器布局。
2018-01-30 physics.acc-ph
Beam Switching and Beam Feedback Systems at KEKB Linac
KEK的8-GeV电子/ 3.5-GeV正电子直线加速器已经运行了非常不同的束流规格的下游环，KEKB，PF和PF-AR。为了在这些射束模式之间可靠地操作，智能射束切换和射束反馈系统自其调试以来已经被开发和使用。软件面板用于选择四种光束模式中的一种，并且在大约两分钟内执行切换序列。序列中的大多数项目都是简单的操作，然后是故障恢复。磁体标准化部分消耗了大部分时间。加速器操作员可以很容易地重新安排顺序。使用这个软件，直线加速器束流模式每天大约转换50次。为了稳定直线加速器的束流能量和轨道，以及一些加速器设备，已经安装了大约30个软件束流反馈回路。它们已被常规用于所有光束模式，并提高了光束质量。由于其软件接口是标准化的，因此只需定义监控器和执行器即可轻松添加新的反馈回路。
2000-09-11 physics.acc-ph
SLAC Linac RF Performance for LCLS
SLAC的直线加速器相干光源（LCLS）项目使用密集的15 GeV电子束通过长波荡器产生1.5埃的极亮X射线。该项目需要标称峰值电流为3.5kA的电子束团，束团长度为0.020mm（70fs）。用于实现高亮度的聚束压缩技术对加速器RF相位和幅度施加了具有挑战性的容限。对现有SLAC直线加速器RF相位和幅度稳定性的测量结果进行了总结，并讨论了满足LCLS公差所需的改进。
2000-08-19 physics.acc-ph
Towards Reliable Acceleration of High-energy and High-intensity Electron Beams
KEK电子直线加速器升级到8 GeV，用于KEK B工厂（KEKB）项目。在升级后的直线加速器的调试过程中，即使继续SOR环注入，我们也实现了每束10 nC（6.24 x 10^10）的初级电子束，达到了3.7 GeV的正电子产生。这可以被归类为最亮的S波段直线加速器之一。KEKB环自1998年12月建成以来，3.5GeV和8GeV电子束注入性能良好。此外，我们已经成功地在KEKB的高强度光束和两个SOR环的光束之间切换，具有足够的再现性。在KEKB环开始调试后，我们启动了一个项目，以进一步稳定强流束的强度和质量，并完成了对每一个可能的方面的调查。
2000-09-11 physics.acc-ph
Mismatch study of C-ADS main linac
中国ADS加速器是一台束流能量为1.5GeV、束流电流为10mA、束流功率为15MW的连续波质子直线加速器。为了满足极低的束流损失率和高可靠性的要求，研究由束流失配引起的束晕是非常重要的，它是束流损失的主要来源之一。为了避免包线的不稳定性，在主直线加速器的设计中，每周期的相位提前量都小于90度。本文给出了由主直线加速器截面失配引起的发射度增长和包络振荡的结果。为了满足发射度增长的要求，横向和纵向失配因子应分别小于0.4和0.3。
2014-11-22 physics.acc-ph
Gamma-gamma collider with W_gg < 12 GeV based on the 17.5 GeV SC linac of the European XFEL
我们建议并证明，一个伽玛-伽玛对撞机与W_gg < 12 GeV，可以添加到欧洲的XFEL与其主程序的干扰最小。高能光子将通过0.5微米激光光子在现有的17.5 GeV电子束上的康普顿散射获得。这样的伽马-伽马对撞机将是现代技术发展和应用的绝佳场所：强大的激光器，光学腔，超导直线加速器和低发射率电子源-以及培训下一代加速器物理学家和工程师。物理学计划将包括各种J^P态（b \bar{b}、c \bar{c}、四夸克态、夸克分子和其他奇异态）中C=+共振的光谱学，其质量范围过去几乎没有涉及，目前或计划中的任何实验都没有涉及。可变的圆极化和线极化将有助于确定量子数和测量γ-γ截面的极化分量（σ_ \perp，σ_ \parallel，σ_0，σ_2）。
2020-08-10 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Calculation of acceptance of high intensity superconducting proton linac for Project X
Project-X是计划在美国费米实验室建造的高强度质子设施。它的超导直线加速器将用于第一阶段的加速，将以连续波（CW）模式运行。直线加速器分为三个部分的基础上的工作频率和六个部分的基础上的家庭的RF腔用于加速束流从2.5 MeV到3 GeV。从一个部分到另一个部分的过渡可能会限制直线加速器的验收，如果这些不匹配。我们进行了一项研究，以计算接受的直线加速器在纵向和横向平面。对限制纵向验收的最敏感区域进行了调查，并研究了关键位置梁线元件失效对验收的影响。
2012-02-24 physics.acc-ph
Physics design for the C-ADS main linac basing on two different injector design schemes
中国ADS（C-ADS）项目计划在2032年左右建造一个1000 MW加速器驱动次临界系统。该加速器将工作在CW模式，束流电流为10 mA，最终束流能量为1.5 GeV。直线加速器由两个主要部分组成：注入器部分和主直线加速器部分。对于注射器部分有两种不同的方案。注入器-I方案基于325-MHz超导辐射腔和相同RF频率的超导辐射腔，注入器-II方案基于162.5-MHz超导辐射腔和相同频率的超导HWR腔。对于不同的注入器选择，主直线加速器设计将有所不同。根据不同注入器方案的束流特性，研究了两种不同的主直线加速器设计方案。
2013-07-01 physics.acc-ph
Parameters for a 30 GeV Undulator Test Facility in the FFTB/LCLS
的参数为30 GeV的测试光束概述使用的FFTB隧道中的LCLS最终将被安置在一个波荡器。有人建议使用SLAC直线加速器和阻尼环在其目前的操作模式PEP II注入，其中30 GeV的光束也提供了10赫兹的FFTB。在直线加速器中增加第二束团压缩器可以获得高峰值电流。为了使束流压缩器中的同步辐射引起的发射度增长最小化，有必要将新的束流压缩器定位在线性加速器的低能端，就在阻尼环之后。束流压缩器是LCLS弯道式束流压缩器的复制品。这种测试光束将为测试LCLS波荡器部分提供令人兴奋的可能性，并提供独特的高亮度非相干X射线源，并开始开发LCLS实验站。该设施还将作为一个急需的加速器测试台，用于生产，诊断和调整非常短的束流，为LCLS在光注入器调试后做准备。
2001-04-14 physics.acc-ph
Status of Hybrid Target R&D at KEK LINAC
由晶体作为电子-光子转换器和非晶靶组成的混合正电子源是解决高强度正电子源热负荷问题的一种候选方案。在这篇文章中，我们报告的情况下，使用8 GeV的电子束在KEKB直线加速器的实验研究。
2012-03-06 hep-ex physics.acc-ph
A Multi-MW Proton/Electron Linac at KEK
在圆形机器中限制束功率的主要“瓶颈”是由产生束不稳定性的空间电荷效应引起的。为了最大限度地提高“质子驱动器”的束流功率，建议建造一个仅由2.5 GeV注入器直线加速器和20 GeV脉冲超导直线加速器组成的设施。这种设施可以利用科索沃能源公司现有的加速器基础设施建造。PI基于欧洲空间源（ESS）直线加速器，将作为SCL的注入器和质子束源，可用于大量产生，例如，中子和μ子。由SCL加速的质子将通过KEK特里斯坦环转移，以产生用于固定目标实验的中微子、K介子和μ介子束。在稍后阶段，可以在特里斯坦环内安装一个70 GeV的质子同步加速器。SCL包括1.3 GHz ILC型射频腔，也可以加速极化或非极化电子束。加速后，电子可以用来产生极化的正电子，或者可以穿过XFEL波荡器。
2016-11-22 hep-ex physics.acc-ph
Future High Energy Circular e+e- Collider using Energy-Recovery Linacs
本文提出了未来环形正负电子对撞机的另一种方案。目前100公里周长的设计，最高CM能量为365 GeV（182.5 GeV束流能量），是基于两个存储环循环碰撞束。环-环设计的缺点之一是补偿同步辐射的100 MW束能量损失所需的巨大功耗。我们建议使用能量回收直线加速器位于同一隧道，以减轻这个缺点。在本文中，我们表明，我们的方法将允许一个显着的，高达一个数量级，减少的光束能量损失，同时保持高亮度在这个对撞机在高能量。此外，我们的方法将允许将CM能量扩展到500 GeV（或更高），这足以产生双希格斯粒子。
2019-09-10 hep-ex physics.acc-ph
Beam Feedback Systems and BPM Read-out System for the Two-Bunch Acceleration at Kekb Linac
为了使KEKB环的正电子注入率加倍，在直线加速器上研究了两束团加速方案，其中束团间隔为96 ns，加速频率为50 Hz。在这个方案中，每个束团的能量和轨道的稳定是必不可少的。因此，束流能量和轨道反馈系统已经升级。由于束流特性是通过束流位置监测器（BPM）获得的，因此对其读出系统进行了改进，以满足双束团的要求。通过延迟电缆调整BPM的组合波形，避免重叠，并且它们能够同时测量两个聚束的束位置。通过调节射频脉冲的定时来平衡两束团的能量，通过调节加速射频相位来稳定平均能量。平均束流轨道也得到了稳定。在注入器部分的电荷和聚束稳定性的慢反馈系统也正在计划中。这些系统已成功地用于试验梁，并将用于常规操作。
2002-02-07 physics.acc-ph
The SLAC Linac to ESA (LESA) Beamline for Dark Sector Searches and Test Beams
直线加速器到终端站A（LESA）束线正在SLAC建造，并将提供一个近连续波的多GeV电子束到SLAC终端站A的粒子物理实验。LESA的上半部分已准备好在2022财年末进行调试，整个光束线将在2024财年第一季度投入运行。LCLS-II/LCLS-II-HE X射线自由电子激光的超导RF（SRF）直线加速器寄生产生了多GeV的小电流电子束。LESA被设计用于主持检测光暗物质的实验，例如光暗物质实验（LDMX）以及各种其他实验和测试束，这些实验和测试束需要从pA到μA的近CW电子电流。
2022-07-18 hep-ex physics.acc-ph
The Development of the Linac Coherent Light Source RF Gun
直线加速器相干光源（LCLS）是第一个基于自由电子激光（FEL）的X射线激光用户设备。除了许多其他严格的要求，LCLS XFEL需要非凡的光束质量，在100米波荡器内达到1.5埃的饱和。[1]这个新光源使用SLAC的3公里直线加速器的最后一公里将束流加速到高达13.6 GeV的能量，并需要一个新的电子枪和注入器来产生非常明亮的加速束流。在该项目开始时，人们认识到，现有的RF枪有可能产生所需的光束，但没有证明it. This本文介绍了BNL/SLAC/加州大学洛杉矶分校的S波段枪的分析和设计改进，导致实现LCLS的性能目标。
2015-03-19 physics.acc-ph
An Energy Recovery Linac for the LHeC
LHeC提供了一个强烈的高能电子束与LHC碰撞。它代表了能量回收直线加速器（ERL）技术的最高能量应用，该技术越来越被认为是粒子物理发展的主要先导技术之一，因为它利用并刺激了超导RF技术的进步，并且在保持低功耗的同时增加了强度。通过积分亮度目标确定LHeC瞬时光度。选择电子束能量以实现TeV cms碰撞能量，并实现竞争性搜索和精确的希格斯玻色子测量。墙上插头电源被限制在100兆瓦。两个长度约900米的超导直线加速器，它们彼此相对放置，每个加速通过的电子8.3 GeV。这导致在3圈跑道能量恢复直线加速器配置中的约50 GeV的最终电子束能量。
2022-06-15 hep-ex physics.acc-ph
Dark Current and Radiation Shielding Studies For The ILC Main Linac
由于场发射，在高梯度超导RF腔（SRF）中产生的暗电流（DC）电子可以被加速到非常高的能量-在国际直线对撞机（ILC）主直线加速器的情况下为19 GeV-在它们被聚焦和转向磁体移除之前。由这种电子产生的电磁和强子簇射可以对直线加速器设备和人员构成重大的辐射威胁。在我们的研究中，一个操作方案进行了分析，这被认为是可以被认为是最坏的情况下的主要直线加速器的直流贡献的辐射环境中的主要直线加速器隧道。对从SRF腔表面发射的直流电子在多个SRF腔中的高梯度场中重复加速的过程进行了详细的模拟。MARS 15 Monte Carlo计算的结果，为当前的主直线加速器隧道设计进行，揭示了即时剂量设计水平的25 μSv/hr的服务隧道可以提供的主隧道和服务隧道之间的2.3米厚的混凝土墙。
2017-05-05 physics.acc-ph
A Provisional Study of ADS Within Turkic Accelerator Complex Project
土耳其加速器综合体（TAC）项目是在土耳其国家规划组织的支持下，由10所土耳其大学合作开发的。该综合体计划有四个主要设施，即：基于1 GeV电子直线加速器的SASE自由电子激光装置，基于3.56 GeV正电子同步加速器的第三代同步辐射装置，超级魅力工厂（$\sqrt{s} = 3.77$ GeV），使来自直线加速器的能量为1 GeV的电子束与穿过正电子环的能量为3.56 GeV的正电子束碰撞，GeV级质子加速器。后来有两个目标：中子源（NSS）和ADS。质子加速器的建设将有3 MeV，100 MeV和1 GeV的阶段。技术设计报告计划于2013年完成。由于土耳其拥有重要的钍储备，ADS作为新兴能源技术对我国非常有吸引力。
2012-06-26 physics.acc-ph
Study of effects of failure of beamline elements and their compensation in CW superconducting linac
Project-X是计划在美国费米实验室建造的高强度质子设施。X项目的第一级由超导直线加速器组成，该加速器将以连续波（CW）模式运行，以将束流从2.5 MeV加速到3 GeV。CW模式下的操作对射束线组件，特别是对射频（RF）腔体施加了高公差。由于束流参数与设计参数不同，束流线元在低能时的失效是非常关键的，因为它会导致束流与后续截面的不匹配。它使束流不稳定，导致发射度稀释，并最终导致束流损失。在最坏的情况下，它可能会影响机器的可靠性，并可能导致关闭直线加速器以更换故障元件。因此，研究这些效应及其补偿对实现直线加速器中束流的平稳传输具有重要意义。本文介绍了SSR 0段射频腔和螺线管失效的研究结果。
2012-03-07 physics.acc-ph
Bright Ångstrom and Picometre Free Electron Laser Based on the LHeC Energy Recovery Linac
大型强子电子对撞机（LHeC）是一个未来的粒子物理学项目，将来自六程循环能量回收直线加速器（ERL）的60 GeV电子与储存在LHC中的7 TeV质子进行碰撞。ERL技术允许更高的束流，因此比传统的直线加速器具有更高的亮度。高电流、高能量的电子束还可以用于驱动自由电子激光（FEL）。在这项研究中，我们研究了基于LHeC的自由电子激光器的性能，该自由电子激光器在一圈或两圈后使用电子束以自放大自发发射模式工作，电子束能量为，例如，10、20、30和40 GeV，旨在产生波长范围从8~ 10 μ m到0.5~ 10 μ m的X射线脉冲。此外，我们探索了一种可能的路径，使用40 GeV的电子束产生光子脉冲在更低的波长，下降到几个皮米。我们证明，这种ERL为基础的高能量自由电子激光将有可能提供数量级更高的平均亮度比任何其他自由电子激光现有的或建议在1000波长。它也可能允许一个开拓性的一步进入皮米波长制度。
2021-08-20 hep-ex physics.acc-ph
$2\times250$ GeV CLIC $γγ$ Collider Based on its Drive Beam FEL
CLIC是一个线性$e^+e^-$（$γγ$）对撞机项目，它使用驱动光束来加速主光束。驱动梁通过能量提取RF结构为主直线加速器的每个对应单元提供RF功率。CLIC具有从150 GeV到3 TeV的广泛质心能量选择。本文对单束团CLIC驱动自由电子激光器进行了优化设计，以实现$E_{cm}$ = 0.5TeV的$γγ$对撞机的偏振光放大和亮度谱。在康普顿背散射过程中，在转换点（CP-电子与正电子相互作用点之前），放大后的激光被转换为偏振的高能$γ$光束。在CP处，强大的激光脉冲（FEL）聚焦到主直线加速器电子（正电子）。文中介绍了该方案，并指出CLIC驱动束参数满足自由电子激光的要求，另外还确定了基本的波荡器参数。可调$γγ$光度高于$10^{34}$。
2007-04-19 physics.acc-ph
CERC -- Circular $e^+e^-$ Collider using Energy-Recovery Linac
本文提出了一种循环能量回收对撞机（CERC），它可以替代现有的基于两个100 km储存环或两个大型直线加速器的高能电子-正电子对撞机设计方案，以实现高能高亮度电子-正电子对撞机。使用位于相同大小的100公里隧道中的能量回收直线加速器（ERL）将允许大幅减少束流能量损失，从而减少功耗，同时提供更高的亮度。它还开辟了一条将质心（CM）能量扩展到500 GeV的道路，这将使双希格斯粒子的产生成为可能，甚至可以扩展到600 GeV，用于生产和测量顶级汤川耦合。此外，这种方法不仅可以回收能量，还可以回收粒子。这一特性为完全极化的电子束和正电子束的碰撞提供了可能性。
2022-03-14 hep-ex physics.acc-ph
Analyzing the effects of post couplers in DTL tuning by the equivalent circuit model
在漂移管直线加速器（DTL）中，通过插入柱耦合器（PC）实现了加速场的稳定，在对有无非对称PC的DTL电路模型进行等效的基础上，定量地推导了稳定性：设$δω/ω_0$为相对频率误差，发现无PC时加速场对扰动的灵敏度与$\sqrt{δω/ ω_0}$成正比，有PC时与$δω/ω_0$成正比。然后，我们适应的对称PC的情况下，非对称PC的电路模型。电路模型显示了旋转非对称光子晶体如何改变场分布的斜率，并说明了非对称光子晶体与对称光子晶体在稳定方面具有相同的效果。
2013-05-21 physics.acc-ph
Simulations for CLIC Drive Beam Linac
紧凑型直线对撞机（CLIC）的驱动束直线加速器需要在几乎满载的结构中将4.2 A的电子束加速到2.4 GeV。脉冲包含约70000束，每隔一个射频桶，并具有140 $μ$ s的长度。对于这样的高电流和脉冲长度，沿着束线的束稳定性是关注的。我们提出了不同的选择的直线加速器的晶格的基础上FODO，三重态和双重电池和比较的横向不稳定性，包括光束抖动，对齐和基于光束的校正的影响，为每个晶格。此外，还用FODO格式讨论了不同束流压缩机的纵向稳定性。
2012-02-25 hep-ex physics.acc-ph
Wakefield Band Partitioning In Linac Structures
在NLC项目中，多束电子和正电子将被加速到最初的500 GeV质量中心，后来加速到1 TeV或更高。在对一个脉冲训练串内的192个束团进行加速的过程中，会产生尾流场，尾流场会将后面的束团踢离轴，导致束流亮度稀释和束流分裂。在SLAC和KEK已经设计并测试了几种阻尼尾流场的结构，并且发现这些结构能够成功地阻尼尾流场[1]。然而，这些2 π/3结构遭受电击穿，这促使我们探索在较高基模相位提前下操作的较低群速度结构。已经发现，随着相位提前的增加，带间的尾场分配发生显着变化。在这里，我们报告的一般趋势的反冲因子和相关的尾流场带分区偶极带作为一个功能的同步模式在直线加速器的相位提前。这些结果适用于TW（行波）和SW（驻波）结构[1] R.M. Jones等人，PAC 99，也称为SLAC-PUB-8103
2002-08-24 physics.acc-ph
MARS15 Simulation Of Radiation Environment At The ESS Linac
描述了使用MARS 15（2016）蒙特卡罗代码进行的全面研究，用于评估5 MW、2 GeV欧洲散裂源（ESS）直线加速器中名义和意外束流损失引起的瞬时和残余辐射水平。为加速器综合体辐射屏蔽设计验证提供了依据。计算模型基于最新的工程设计，包括用于机器RF腔中粒子跟踪的复杂算法以及完善的光束损失模型。针对隧道周围厚屏蔽体的深穿透问题，在解决复杂穿透问题方面做了大量工作。它不仅使我们能够详细研究即时剂量，而且还可以研究组件和空气活化，隧道外土壤上的辐射负荷，以及机器上方复杂三维表面的天空照射研究。除此之外，MARS 15（2016）中的最新功能，例如基于ROOT的光束线构建器和基于TENDL的事件发生器，用于100 MeV以下的核相互作用，在这个具有挑战性的应用中非常有用。
2017-05-04 physics.acc-ph
A 15-MW Proton Driver for Neutrino Oscillation Experiments
为了最大限度地发挥未来中微子振荡实验的物理潜力，建议建造一个15兆瓦的质子驱动器，该质子驱动器仅由一个3GeV的质子注入直线加速器（PI）和一个17 GeV的超导ILC型直线加速器（SCL）组成。拟议的设施将提供强度比现有质子同步加速器复合体高一个数量级以上的质子束。多兆瓦质子束还可用于产生高强度反质子、“冷”中子、K介子、π介子和μ介子束，用于粒子和核物理学的各种实验方案。
2019-03-22 hep-ex physics.acc-ph
A High Current Proton Linac with 352 MHz SC Cavities
本文提出了一种采用超导β梯度、CERN型、四腔、352 MHz的10-120 mA质子直线加速器的方案。机器的高能量部分（100 MeV-1 GeV）被分成三个β梯度部分，并通过周期性双合线阵列提供横向聚焦。所有参数，如耦合器中的功率和腔中的加速场，都在操作机器中实现的现有技术范围内。建议在30 mA束流操作的第一阶段，而升级的机器，以120 mA的操作，可以获得增加的速调管和耦合器的数量每个腔。额外的耦合器端口（最多四个）将集成在腔体设计中。初步计算表明，考虑到352 MHz结构的宽孔径，束流传输是可行的。对于超导高能段（100 MeV-1 GeV），120 mA扩展的资本成本小于100 M $ at 10 mA, reaching up to 280 M$。建议的机器的高效率，达到50%，在15毫安，使其成为一个很好的候选人，拟议的核废物焚烧设施和能量放大器的研究。
1996-09-14 acc-phys physics.acc-ph
Energy recovery operation for continuous-wave X-ray free-electron lasers
超导直线加速器工作在连续波模式下，可以产生重复频率为兆赫的X射线自由电子激光（XFEL），具有向多个终端站提供宽谱段相干辐射的能力。在这封信中，能量恢复直线加速器（ERL）模式提出了灵活控制电子束能量的连续波超导直线加速器。对上海高重复频率XFEL和极轻装置的直线加速器进行了理论研究和多维数值模拟。结果表明，在最后25个低温模块中进行ERL操作，可以显著放宽对RF功率系统的严格要求。在ERL模式下，如果耗尽射频功率，最大电子束能量可从8.74GeV提高到11.41GeV。介绍了ERL运行的优化、多能电子束输运和XFEL性能的改善。
2020-07-27 physics.acc-ph
Beam Emittance Measurement for PLS-II Linac
PLS-II为3 GeV直线加速器配备了100 MeV的预注入器。利用250 ps的触发脉冲发生器，电子枪产生200 pC的电子电荷，聚束持续时间为500 ps。在预注入器处，识别束流质量的最重要的束流参数之一是电子束团的横向发射度。因此，我们在100 MeV下测量了束流发射度和扭曲函数，以便使束流光学与束流传输线匹配并通过它到达储存环。为了获得横向发射度测量，在预注入器处使用众所周知的技术，四极扫描。发射度在水平方向为0.591 mm-mrad，垂直方向为0.774 mm-mrad。
2016-06-15 physics.acc-ph physics.ins-det physics.plasm-ph
New Tasks and New Codes for RFQ Beam Simulation
质子直线加速器是加速器驱动电源系统（ADS）的基础。这种ADS专用于各种目的：武器钚转换，“能量放大器”，放射性废物的嬗变等。解决这些任务需要能量为1 GeV的质子束和平均电流高达30 mA。目前，在这种直线加速器的结构中还没有根本性的问题。主要问题有经济和技术方面。连续波直线加速器的问题将在基本束流动力学要求上得到证明。新的代码包LIDOS. DESIGNER可以模拟真实叶片形状的RF场中的束流动力学（包括叶片部分之间的间隙），以及确定可靠操作的通道参数公差
2000-08-09 physics.acc-ph
An Overview of the Spallation Neutron Source Project
Spanish中子源（SNS）由六个国家实验室的工作人员设计，建造，安装和调试，阿贡国家实验室，布鲁克海文国家实验室，杰斐逊国家加速器实验室，劳伦斯伯克利国家实验室，洛斯阿拉莫斯国家实验室和橡树岭国家实验室。加速器系统的设计提供了一个695纳秒的质子脉冲到汞靶在60赫兹的重复率和平均功率为2兆瓦。中子减速器将把散中子转化为慢中子，用于材料科学研究。前端系统被设计为产生一个H-束的微脉冲，68%的光束，32%的光束关闭每965纳秒，在2.5 MeV的1毫秒，每秒60次。前端系统包括射频驱动的批量生产离子源、束流斩波系统、前置放大器和束流传输。离子源必须达到约65 mA，才能在直线加速器的输入端提供52 mA。直线加速器由一个漂移管直线加速器高达86.8 MeV，耦合单元直线加速器185 MeV，和超导RF直线加速器的标称能量为1 GeV。超导段的设计包括11个每个低温模块具有三个0.61-β腔的低温模块和17个每个低温模块具有四个0.81-β腔的低温模块，并具有安装四个0.81-β低温模块的空间。蓄能器环设计用于在全能量下进行电荷交换注入。对于2-MW操作，在累积循环结束时每束的峰值电荷将达到2.08x10**14。目标是将光束损失控制在1x 10 **-4以下。
2000-08-22 physics.acc-ph
Demonstration of Low Emittance in the Cornell Energy Recovery Linac Injector Prototype
我们提出了一个详细的研究康奈尔能量恢复直线加速器的光电注入器，高亮度，高重复率（1.3 GHz）的直流光电发射源，旨在驱动硬X射线能量恢复直线加速器（ERL）所产生的电子束的六维相空间。建立了完整的喷油器仿真模型，并进行了试验验证和优化。水平和垂直的二维横向相空间，以及时间分辨（切片）的水平相空间，进行了模拟和直接测量的19 pC和77 pC聚束在大约8 MeV的注射器的末端。选择这些聚束电荷是因为如果以全1.3 GHz重复率操作，则它们对应于25 mA和100 mA的平均电流。对于19（77）pC/聚束，所得到的90%归一化横向发射度在水平平面中分别为0.23 +/-0.02（0.51 +/-0.04）微米，在垂直平面中分别为0.14 +/-0.01（0.29 +/-0.02）微米。这些发射度分别用2.1 +/- 0.1（3.0 +/- 0.2）ps的相应聚束长度测量。在每种情况下，均方根动量扩散被确定为1 e-3的数量级。测量和模拟之间的良好的整体协议已被证明。使用的发射度和聚束长度测量在19 pC/聚束，我们估计在1.3 GHz，5 GeV的硬X射线ERL的电子束质量至少是一个因素的20倍，优于现有的存储环时，每个设备的均方根能量扩展被认为是。这些结果代表了高亮度，高电流光电注入器领域的一个里程碑。
2013-07-23 physics.acc-ph
The NSNS High Energy Beam Transport Line
在国家空间中子源（NSNS）的设计中，一条180米长的传输线将1 GeV的直线加速器连接到一个储能环。直线加速器束流的电流为28 mA，脉冲长度为1 ms，重复频率为60 Hz。高能传输线由16个60度FODO单元组成，并容纳90度消色差弯曲，能量压缩器，准直器，注入系统的一部分，以及足够的诊断设备来测量注入前的光束质量。为了减少不受控制的束流损失，这条生产线有九个束晕刮刀，并且在空间电荷条件下对横向和纵向束流动力学具有非常严格的公差。介绍了该生产线的设计。
1997-09-09 physics.acc-ph
CEPC Conceptual Design Report: Volume 1 - Accelerator
环形正负电子对撞机（CEPC）是由中国发起并主持的大型国际科学工程。它位于一个周长100公里的地下隧道中。加速器复合体由一个直线加速器（Linac）、一个阻尼环（DR）、助推器、对撞机和几条传输线组成。在隧道中，为未来的pp对撞机SPPC预留了空间。CEPC的质心能量是240 GeV，在这个碰撞能量下，它将成为希格斯工厂。该设计还允许Z工厂在91 GeV下运行，W工厂在160 GeV下运行。CEPC的核心是一个双环对撞机。它有两个相互作用点，位于大型探测器。助推器在对撞机上方的同一个隧道里它是一个同步加速器，注入能量为10 GeV，引出能量等于光束碰撞能量。重复周期为10秒。将使用顶注来保持恒定的光度。10 GeV的直线加速器，助推器的注入器，建在地面，加速电子和正电子。一个1.1 GeV的阻尼环降低了正电子发射率。由永磁体制成的传输线将直线加速器连接到助推器。除了粒子物理学，对撞机可以同时作为一个强大的同步辐射（SR）光源。它将把可用的SR光谱扩展到前所未有的能量和亮度范围。设计中包括两条伽马射线束线。在建设之前，将有一个为期五年的研发期（2018-2022年）。建设预计将于2022年开始，2030年完成。这份报告是国内外数百名科学家和工程师在过去几年中所做工作的总结。当前卷，卷I，在加速器上。一个单独的卷，第二卷，将在物理和探测器。
2018-09-02 hep-ex physics.acc-ph
Beam breakup simulation study for high energy ERL
在能量恢复直线加速器（ERL）中，可加速的最大束流可受到横向多程束分裂不稳定性（BBU）的严重限制，特别是在具有多GeV高能束流能量和大于100 mA平均电流的未来ERL光源中。本文在对KEK提出的3GeV ERL光源进行模拟的基础上，研究了这种高能ERL的多程BBU。希望通过本文的研究工作，为今后的高能ERL项目提供参考。
2014-02-26 physics.acc-ph
A conventional positron source for International Linear Collider
提出了一种实现国际直线对撞机用几个GeV电子束驱动的常规正电子源的可能方案。采用300 Hz电子直线加速器产生具有拉伸脉冲长度的正电子，以固化靶热负载。ILC需要约2600束在一个训练的脉冲长度为1 ms。每个脉冲的300 Hz直线加速器创建约130束，然后2600束创建在63 ms。优化参数，如驱动光束能量，光束尺寸和目标厚度，进行了讨论，假设一个L波段捕获系统，以最大限度地提高捕获效率，并减轻目标的热负荷。正电子产生靶采用慢速旋转的钨盘。
2011-11-29 physics.acc-ph
Very Asymmetric Collider for Dark Matter Search below 1 GeV
目前对质量范围在1 GeV以下的暗光子的搜索需要一个亮度至少为$10^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的电子-正电子对撞机。挑战在于，在如此低的能量下，对撞机的亮度由于光束尺寸的增加、碰撞光束的强烈相互聚焦以及集体效应的增强而迅速下降。利用加速器技术的最新进展，如超级KEK-B的纳米束方案，高电流能量回收直线加速器（ERL）和磁化束，我们提出了一种新的配置的电子-正电子对撞机的基础上的正电子存储环和电子ERL。它允许在动量能量小于1 GeV的中心处获得$>10^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的光度。我们提出了一般的考虑和这样的设施使用的参数SuperKEK-B正电子储存环和康奈尔ERL项目的一个具体例子。
2017-04-28 physics.acc-ph
A high luminosity ERL on ring e-e+ collider for a super charm factory
提出了一种用于环形正负电子对撞机的高亮度能量回收直线加速器。结果表明，当质心能量为3.77 GeV时，可以获得亮度L=2.3 × 10^35 cm^-2s^-1。简要讨论了这台机器在研究粲粒子性质中的物理目标。
2009-04-30 physics.acc-ph
A primary electron beam facility at CERN
本文描述了欧洲核子研究中心的初级电子束设施的概念，用于暗规范力和光暗物质的搜索。电子束的产生分为三个阶段：直线加速器将来自光电阴极的电子加速到3.5 GeV。该束被注入到超级质子同步加速器（SPS）中，并被加速到最大能量16 GeV。最后，被加速的电子束被缓慢地提取到实验中，随后可能会将剩余的电子快速倾倒到另一条束线上。以光暗物质实验LDMX的要求为基准，对光束参数进行了优化。
2018-05-31 physics.acc-ph
Design of a 5 GeV Laser Plasma Accelerating Module in the Quasi-linear Regime
多GeV级激光等离子体加速模块是激光等离子体加速器的关键部件，因为它们可以用作上游等离子体或常规注入器的助推器，或者作为多级高能等离子体直线加速器的模块加速段。这样的等离子体模块，在准线性制度，已被设计为5 GeV的激光等离子体加速器阶段（LPAS）的EuPRAXIA项目。将激光脉冲（$\sim$ 150 TW，$\sim$ 15 J）准匹配到等离子体通道（$n_{\rm p} = 1.5\times 10^{17}$ cm $^{-3}$，$L\sim$ 30 cm）中，并且将双高斯电子束从外部注入尾流场中。通过使束尺寸与横向聚焦场匹配，在加速过程中保持束流发射度。通过优化束流加载效果，最终获得了$<$ 1%的能量扩展。已经提出了几种方法来减少切片能量扩散，并被发现是有效的。在洛伦兹增强坐标系中用3D PIC代码Warp进行模拟。
2018-02-22 physics.acc-ph
PERLE: Powerful Energy Recovery Linac for Experiments - Conceptual Design Report
本文介绍了一种用于多匝、大电流、大能量直线电子加速器能量回收技术开发和应用的新型ERL装置的概念设计。强大的能量回收直线加速器实验设施（PERLE）的主要特点是来自大型强子电子对撞机的设计，电子束升级正在研究的大型强子对撞机，它将是关键的演示。因此，PERLE预计将成为一个研究高效、高电流（> 10 mA）ERL操作的设施，其中三个再循环通道通过新设计的SCRF腔，频率为801.58 MHz，然后在另外三个再循环中减速。在其设备齐全的配置，PERLE提供了一个电子束的能量约为1 GeV。一个物理方案可能与PERLE的草图，包括高精度的弹性电子-质子散射实验，以及光-核反应前所未有的强度高达30兆电子伏的光子束能量，可以使用法布里-珀罗腔。该设施还可作为通用技术测试平台，用于研究和验证新型超导磁体（束流感应失超测试）和超导RF结构（高电流束流、束流加载和瞬态的结构测试）。除了关于操作方面的章节外，报告还详细考虑了SCRF结构的选择，光学和晶格设计，电弧磁体，源和注入器的解决方案以及其他重要组件。从这里提出的设计概念中得出的合适的配置接下来可能会被推进到技术设计中，并且可能由正在建立的国际合作来建造。
2017-05-24 physics.acc-ph
Beam Stabilization and Instrumentation Systems based on Internet of Things Technology
建立了一个纵向耦合聚束模式诊断，以识别和表征耦合聚束模式的最大IV 3 GeV环。识别了纵向耦合束流0型偶极子不稳定性，并建立了纵向0型偶极子阻尼器，消除了不稳定性。作为一个单独的项目，建造了一个射频电流互感器，作为直流电流互感器的紧急备用。所有的设备都是使用开源的Blinky-Lite物联网平台构建的，可以快速廉价地部署。
2019-10-17 physics.acc-ph
Higher order mode damper for low energy RHIC electron cooler SRF booster cavity
为了提高RHIC在10 GeV/核子以下重离子束流的亮度，低能RHIC电子冷却器（LEReC）目前正在BNL调试。LEReC的直线加速器设计用于提供1.6 MeV至2.6 MeV的电子束，均方根dp/p小于5e-4。该直线加速器采用704 MHz超导射频（SRF）加速腔，加速电压高达2.2 MeV。在这种低能量和非常苛刻的能量扩展要求下，腔中高阶模（HOM）的控制变得至关重要，需要仔细评估以确保对光束的影响最小。在本文中，我们报告的HOM阻尼器的多物理设计，以满足该腔体的能量传播的要求，以及实验结果的HOM阻尼器的腔体和没有。
2019-03-01 physics.acc-ph
An FFAG Accelerator for Project X
下一代高能物理实验需要多GeV能量范围内的高强度质子，以有效地产生次级束。费米实验室的长期未来需要一个8 GeV的质子源，在不久的将来为2 MW中微子束源的主注入器提供能量，并为未来的中微子工厂或μ子对撞机提供4 MW脉冲质子束。我们注意到，一个3GeV的连续波直线加速器匹配到一个3- 8 GeV的FFAG环可以提供这两个任务的需要，以及连续波3GeV的实验束，将是一个自然和负担得起的方案。我们提出了可能的方案的细节，并概述了未来的设计和研究方向。
2012-03-08 physics.acc-ph
