Beam Loss in Linacs
束流损失是高强度加速器中的一个关键问题，在设计和运行阶段都花费了大量的努力来最大限度地减少损失并将其保持在可管理的水平。随着新的加速器变得越来越强大，束流损失变得更加严重。用于H-离子束的直线加速器，例如橡树岭Spiritus中子源的直线加速器，与H+（质子）直线加速器相比，具有更多的损失机制，例如为欧洲Spiritus中子源设计的直线加速器。有趣的H-束损失机制包括残余气体剥离、H+捕获和加速、场剥离、黑体辐射和最近发现的束内剥离机制。束晕形成和离子源或RF打开/关闭瞬变是H+和H-加速器两者常见的束损失机制的示例。机器保护系统在限制光束损失方面起着重要作用。
2016-08-08 physics.acc-ph
Plans for the Spallation Neutron Source Integrated Control System Network
SNS控制系统通信网络将利用新的商用网络交换机功能来提高可靠性并降低成本。将安装标准结构的电缆系统。网络交换机成本的降低将使SNS能够将边缘交换机推到联网设备附近，并一直运行到边缘交换机的高速光纤通信。虚拟局域网VLAN）技术将用于将网络设备分组到逻辑网络中，同时最大限度地减少所需的交换机数量。我们会使用市面上可买到的具有TCP/IP界面的单板计算机，提供终端机服务和远程重启电源服务。
2001-11-09 physics.acc-ph
Progress on the 140 KV, 10 Megawatt Peak, 1 Megawatt Average Polyphase Quasi-Resonant Bridge, Boost Converter/Modulator for the Spallation Neutron Source (SNS) Klystron Power System
本文介绍了一个零电压开关20 kHz多相桥，升压转换器/调制器的速调管脉冲应用的电气设计和工作特性。DC-DC转换器从标准13.8 kV至2300 Y变电站铸芯Transformer获得母线电压。能量存储和过滤由自清金属化雾状聚丙烯牵引电容器提供。三个“H桥”IGBT开关网络用于产生多相20 kHz Transformers器的初级驱动波形。20 kHz驱动波形在适当的持续时间内啁啾，以产生所需的速调管脉冲宽度。利用单个20 kHz脉冲的PWM（脉冲宽度调制）来提供具有自适应前馈和反馈技术的调节输出波形。升压Transformer设计利用非晶纳米晶材料，该材料在设计通量水平和开关频率下提供所需的低磁芯损耗。在Transformer次级上使用谐振并联峰化，以提高输出电压并使Transformer漏电感谐振。通过适当的Transformer漏电感和峰值电容，可以实现IGBT的零电压开关，从而使开关损耗最小化。将对这些设计参数进行审查，并对计算机计算、比例模型和首件结果进行比较。
2000-08-17 physics.acc-ph
Spallation Neutron Source and Other High Intensity Proton Sources
本讲座介绍了一个散中子源和其他高强度质子源的设计。它讨论了两种不同的方法：基于直线加速器和基于同步加速器。每种方法的要求和设计概念。比较了它们的优缺点。简要回顾了现有的机器和那些正在建设和建议。一个研发计划包括在附录中。
2003-01-13 physics.acc-ph
The SNS Cryogenic Control System: Experiences in Collaboration
Spanish中子源（SNS）的低温系统由杰斐逊实验室（JLab）人员设计，并基于现有的JLab设施。我们的任务是尽可能多地使用JLab控制系统设计[2]，同时保持与SNS控制系统标准的一致性。这些系统的某些方面非常相似，包括要控制的设备、对PID回路和自动序列的需要以及EPICS的使用。在设备命名、系统硬件和软件工具方面存在差异。低温系统是第一个使用SNS标准开发的SNS系统。本文报告了我们在新老结合方面的经验。
2001-11-06 physics.acc-ph
The design study for a 500 MeV proton synchrotron with CSNS linac as an injector
利用中国空间中子源（CSNS）直线加速器作为注入器，提出了一种500 MeV质子同步加速器，用于生物、材料和质子治疗等多学科应用。同步加速器将提供能量从80 MeV到500 MeV的质子束。设计了一个紧凑的格子结构，并研究了所有重要的束流动力学问题。80 MeV的H-束流被剥离后，采用多圈注入的方式注入同步加速器。为了在小束流损失的情况下连续提取质子，提出了消色差结构，并采用了射频敲除的慢提取方法。
2016-04-12 physics.acc-ph
Large-Scale Simulation of Beam Dynamics in High Intensity Ion Linacs Using Parallel Supercomputers
在本文中，我们提出了使用并行超级计算机模拟下一代高强度离子直线加速器的束流动力学的结果。我们的方法使用六种类型的边界条件的三维空间电荷计算。模拟使用混合的方法，涉及转移映射来处理外部施加的字段（包括射频腔）和平行的粒子在细胞技术来处理的空间电荷场。这里提出的大规模模拟结果代表了三个数量级的改进，在问题的大小和执行速度方面的模拟能力，与典型的二维串行模拟。具体的例子将被介绍，包括模拟的散斑中子源（SNS）直线加速器和低能演示加速器（LEDA）束晕实验。
2000-09-30 physics.acc-ph
A Very Intense Neutrino Super Beam Experiment for Leptonic CP Violation Discovery based on the European Spallation Source Linac: A Snowmass 2013 White Paper
为了发现轻子区的CP破坏，需要非常强的中微子束和大型中微子探测器。我们建议使用的质子直线加速器的欧洲spiritus源目前正在建设中的瑞典隆德提供，在平行的spiritus中子生产，一个非常强烈的，具有成本效益和高性能的中微子束。欧洲质子源直线加速器的基线计划是，到2022年，它将以5兆瓦的平均功率全面运行，以14赫兹的速率产生2 GeV 2.86 ms长的质子脉冲。我们的建议是将直线加速器升级到10兆瓦的平均功率和28赫兹，产生14脉冲/秒的中子生产和14脉冲/秒的中微子生产。此外，由于在脉冲中微子喇叭中需要高电流，用于中微子产生的脉冲的长度需要借助于蓄能器环被压缩到几个$μ$ s。一个长基线实验，使用这个超级光束和一个百万吨级地下水切伦科夫探测器位于现有的矿井300-600公里，从隆德将有可能发现轻子CP破坏在5 $σ$显着性水平高达50%的轻子狄拉克CP破坏相位范围。如果这个问题到那时还没有被其他实验解决的话，这个实验也可以确定中微子质量等级的显著性水平超过3 $σ$。将中微子束流结果与同一大体积探测器探测大气中微子的结果相结合，可以提高质量分级性能。该探测器还将用于测量质子寿命，探测宇宙中微子和超新星爆炸中微子。给出了对轻子CP破坏的敏感性和中微子质量等级的结果。
2013-11-12 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Design and performance of the LLRF control system for CSNS LINAC
中国空间中子源直线加速器设计的束流能量为81MeV，第一阶段峰值电流为15mA。81MeV直线加速器的射频电源系统需要8个射频电源单元，每个单元都有一个独立的数字低电平射频（LLRF）控制系统，用于稳定加速场的幅值和相位，并使束流损失最小化。在束流调试过程中，LLRF控制系统8个在线单元运行稳定可靠，加速场控制精度满足束流调试要求。在无束流加载的情况下，磁场幅值和相位的变化小于$\pm$ 0.2%和$\pm$ 0.2 $^\circ$，在10mA束流加载的情况下，磁场幅值和相位的变化小于$\pm$ 0.5%和$\pm$ 0.5 $^\circ$，远优于$\pm$ 1%和$\pm$ 1 $^\circ$的设计要求。
2019-09-25 physics.acc-ph
High Current Beam Dynamics in an Ess SC Linac
本文介绍了欧洲空间源（ESS）高能直线加速器的三种设计方案。最有前途的是一个正常传导（nc）耦合腔直线加速器（CCL）的最终能量或在407 MeV的变化，只有一组6细胞超导（sc）椭圆腔。全三维蒙特卡罗模拟的两个选项，优化减少晕形成在直线加速器端。对于无误差匹配的情况，特别是在纵向平面上的晕形成是更明显的混合解决方案与超导腔，不可避免的相位滑移所造成的，但仍然是相当好的无损耗环注入可以接受的。然而，对于一个30%失配的致密核心的模拟，除了1.5%的晕粒子外，即使在真实空间中，也很少有粒子具有非常大的振幅。这种情况下，代表晕形成前端到端的模拟，造成电流波动，增强的电流输出分布和增强的累积场误差。
2000-08-17 physics.acc-ph
Analysis and Synthesis of the SNS Superconducting RF Control System
SNS超导直线加速器的射频系统由超导腔、速调管和低电平射频（LLRF）控制系统组成。对于像SNS这样的质子直线加速器，需要控制每个单独腔中的场以满足整个系统的要求。LLRF控制系统的目的是通过控制速调管驱动信号将RF腔场维持在所需的幅度和相位。洛伦兹力失谐导致正常操作期间谐振频率的偏移，大约几百赫兹。为了补偿洛伦兹力失谐效应，腔被预调谐到由洛伦兹力失谐引起的预期频移的中间。同时，为了减小系统瞬态响应中的超调量，提出了一种前馈控制算法--线性变增益控制器（LPV-GS），以消除由脉冲工作和洛伦兹力失谐引起的重复噪声。
2000-08-18 physics.acc-ph physics.ins-det
SNS Front End Diagnostics
空间中子源（SNS）的前端从离子源（IS）延伸，通过65 keV LEBT、402.5 MHz MEBT和2.5 MeV MEBT，在DTL的入口处结束。该领域的诊断套件包括带状线束流位置和相位监测器（BPM）、环形束流监测器（TMF）和发射度扫描器。提供光束轮廓测量，无论是气体荧光，基于激光的光解离，或爬行线。机械和电气设计以及BPM和PDM子系统的原型正在进行中。在最小空间内包装诊断器械方面投入了大量精力。与SNS的其他工作保持密切联系，以确保界面的长期兼容性，并实际上共享一些设计工作和施工。BPM、EBT和LEBT诊断的数据采集、数字处理和控制系统接口需求是相似的，我们致力于使用与SNS协作的其他部分通用的架构。
2000-08-23 physics.acc-ph
The SNS Run Permit System
中子源（SNS）是一种基于加速器的中子源，由美国能源部在田纳西州橡树岭建造。SNS将为科学研究和工业发展提供世界上最强的脉冲中子束。该设施定于2006年完工。该项目是劳伦斯伯克利国家实验室，阿贡国家实验室，洛斯阿拉莫斯国家实验室，橡树岭国家实验室，布鲁克海文国家实验室和杰斐逊实验室之间的合作。运行许可系统（RPS）是一个基于软件的系统，具有几个对机器安全运行至关重要的关键功能。它协调机器模式和射束参数与定时系统的变化，验证机器保护系统（MPS）硬件配置，并在必要时提供屏蔽MPS硬件输入的接口。本文将描述运行许可系统的主要功能以及运行许可系统、机器保护系统和定时系统之间的接口。
2001-11-08 physics.acc-ph
Preliminary Design of CSNS-II Linac SRF LLRF
本文针对 CSNS-II 直线加速器升级需求，给出 SRF 腔 LLRF 控制系统的参数要求，并基于 C-ADS Injector-I 平台验证了初步设计算法，确保幅度和相位控制精度。
2023-11-16 physics.acc-ph
Development of Superconducting Linac for the Kek/Jaeri Joint Project
JAERI/KEK高强度质子加速器设施的联合项目已经提出了400 MeV至600 MeV的超导（SC）直线加速器选项。SC直线加速器的系统设计是基于均分概念进行的。SC直线加速器在满足动量扩散小于± 0.1%的要求后，将作为3GeV快循环同步加速器（RCS）的注入器用于空间中子源。在SC腔体的研发工作中，进行了单电池和5电池腔体的垂直测试。在2K下对b=0.50和b=0.89的多池（5池）腔进行了实验，最大表面电场峰值分别为23 MV/m和31 MV/m。本文建立了一个描述SC腔动态洛仑兹失谐量的模型。通过实验验证了模型的有效性。
2000-08-19 physics.acc-ph
Overview of the APT Accelerator Design
APT项目的加速器是一台100 mA CW质子直线加速器，输出能量为1030 MeV。高能射束传输（HEBT）将射束传送到光栅扩展器，光栅扩展器在靶/毯（T/B）组件处提供大的矩形分布。质子束在T/B中产生的散中子与氦-3反应产生氚。APT直线加速器的设计是一个集成的正常传导（NC）/超导（SC）质子直线加速器;机器架构已在其他地方讨论[1]。NC直线加速器由75 keV注入器、6.7 MeV 350 MHz射频四极杆、96 MeV 700 MHz CCDTL和700 MHz CCL组成，输出能量为211 MeV。这是其次是SC直线加速器，采用700 MHz的椭圆铌5细胞腔加速束到最终的能量。SC直线加速器有两个部分，优化为b =0.64和b =0.82的束流速度。每个部分由包含两个，三个或四个5-cell腔的低温模块组成，由1-MW 700-MHz速调管驱动。NC直线加速器中的单线态FODO晶格转变为SC直线加速器中的双线态聚焦晶格，在温暖的模块间空间中具有常规的四极磁体。这种双重晶格在HBT中继续。目前的直线加速器设计的概述。
2000-08-14 physics.acc-ph
A Real-Time Energy Monitor System for the IPNS Linac
注入束流能量和能散是影响快循环同步加速器（RCS）性能的关键参数。正在安装一个实时能量监测系统，以检查强脉冲中子源（IPNS）50 MeV直线加速器的H束流。200 MHz阿尔瓦雷斯直线加速器作为450 MeV IPNS RCS的注入器。直线加速器提供了一个80毫秒的宏脉冲约3 × 1012 H-离子30次每秒的滑行束注入到RCS。RCS将质子输送到重金属的spiritual中子靶，用于材料科学研究。使用沿50 MeV传输线从直线加速器到RCS分布的多个带状线束流位置监测器（BPM），将来自带状线的快速信号数字化并传送到执行FFT的计算机。在频域中对电缆衰减和示波器带宽进行校正。矩形脉冲训练定相（RPTP）施加在获得逆变换（IFFT）之前的频谱。在IFFT之后，当重构的时域信号沿着传输线前进时，分析重构的时域信号的脉冲宽度。BPM信号的飞行时间测量提供射束能量。最后，使用3尺寸测量技术，确定了束流的纵向发射度和能散。
2000-08-18 physics.acc-ph
Energy Stability in a High Intensity Pulsed SC Proton Linac
用于中子散射实验的质子源以及多用途的质子加速器都需要脉冲式质子直线加速器。对于高能部分的超导技术有着普遍的共识，与室温加速结构相比，它提供了一些优势，如更高的梯度能力或降低运营成本。然而，这种操作模式可能会破坏质子束的能量稳定性，因此需要仔细研究。首先，由沿着多单元腔的大光束相位滑动引起并与有限的RF能量传播相关的瞬时光束负载效应可能会在细胞间耦合太小或细胞数量太多的情况下引起显着的能量调制。第二，由于沿直线加速器的束流相位滑移效应，能量扩散表现出比相对论粒子更大的灵敏度腔场波动。最初为电子束开发的计算机代码已扩展到质子束。它解决了6 × N耦合微分方程，需要描述腔场和束-腔相互作用的高能直线加速器的N个腔。给出了一个典型脉冲加速器的仿真例子，给出了各种误差源，如洛伦兹力或颤噪失谐，束流注入能量偏移，强度抖动.
2000-08-18 physics.acc-ph
Status of the Control Sytem for the Front-End of the Spallation Neutron Source
Spanish中子源（SNS）是六个实验室之间的合作伙伴关系。为了确保真正的综合控制系统，已商定了许多标准，包括使用EPICS作为基本工具包。然而，合作伙伴关系中的独特之处在于，要求负责构建前端的劳伦斯伯克利国家实验室在将其运送到橡树岭国家实验室（ORNL）之前在当地进行操作。因此，它的控制系统必须在2001年完成，远远早于2006年SNS的完成日期。因此，在其他五个合作伙伴完成设计之前，必须做出关于接口硬件、操作员屏幕布局、设备类型等的许多决定。在某些情况下，前端已经默认定义了一个标准;在其他情况下，升级到一个新的标准是由ORNL预期以后。几乎所有的前端设备都已与EPICS控制系统一起调试。在所需的约1500个信号中，约有60%现已投入日常运作。该控制系统基于“标准架构”;然而，它具有现场总线主导的布局。本文将讨论一些独特的接口要求，导致新的设备系列添加到EPICS的剧目。它还将描述对所有主要领域所作的选择和权衡。
2001-11-10 physics.acc-ph physics.ins-det
Four-dimensional phase space tomography from one-dimensional measurements of a hadron beam
提出利用一维剖面测量并结合最大熵约束重建SNS累积质子束四维相空间密度的方法，重建结果达到噪声水平且问题约束良好，可作为强子加速器束流动力学模拟基准。
2024-12-04 physics.acc-ph
The Spallation Neutron Source: A Powerful Tool for Materials Research
热中子和冷中子的波长和能量与支撑当前和未来技术的材料的长度和能量尺度理想匹配：从半导体到磁性设备，从复合材料到生物材料和聚合物。2005年年底建成后，该中子源（SNS）将利用一个加速器产生世界上最强的中子束。该项目由美国能源部的六个实验室合作建造。它将为来自学术界、工业界和政府实验室的不同用户提供服务，这些用户对凝聚态物理、化学、工程材料、生物学等领域感兴趣。
2000-07-19 cond-mat 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
Updating the CSNS injector linac to 250 MeV with superconducting double-spoke cavities
为了将中国空间中子源（CSNS）二期的束流功率从100 kW提高到250 kW，将现有的80 MeV直线加速器注入器与RCS之间的80 m长束流传输线更换为另一种加速结构是重要措施之一。在本文中，我们提出了一种基于324 MHz双辐超导腔的方案。与超导椭圆腔和正常导电CCL结构不同，双辐腔属于TE模结构，其横向尺寸比TH模小。它可以作为DTL部分工作在基频，从而大大降低了射频系统的成本和复杂度，并且由于其较低的电荷密度和较大的纵向接受能力，束流动力学特性也得到了显著改善。此外，由于每个单元的带电粒子与电磁场之间的相互作用长度相对较长，因此与双频TH结构相比，它需要的单元数量相对较少，并且具有更大的速度接受能力。超导段由14个低温模块组成，每个模块包括3个超导腔和一个偶极子。讨论了腔和束流动力学设计的一般考虑，并给出了主要结果。
2014-05-02 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
Analysis of Thermally Induced Frequency Shift for the Spallation Neutron Source RFQ
美国劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）的散斑中子源（SNS）前端系统组正在开发一种射频四极子（RFID），用于在402.5 MHz的工作频率下将H束从65 keV加速到2.5 MeV。4节，3.7米长的涡轮机是一个4叶片结构，工作在6%的占空因数。腔壁由OFE铜制成，并带有GlidCop外层以增加机械强度。一组12个冷却通道在冷却腔壁的进料和控制独立于4个通道嵌入在叶片。ANSYS有限元模型已被开发来计算给定的RF热负荷和冷却水温度的腔体的变形形状。通过将FEA结果与SUPERFISH RF腔模拟相结合，可以预测给定冷却剂温度或热负荷变化时的相对频率偏移。计算出的空腔频率灵敏度为-33 kHz每1摄氏度的变化，在恒温壁水的叶片水温。还使用前述FEA模型研究了系统启动瞬态。通过控制RF功率斜坡率以及独立壁和叶片冷却回路温度，可以最小化系统开启时间，同时限制频率偏移。
2000-08-19 physics.acc-ph
The European Spallation Source neutrino Super Beam
在这份Snowmass 2021白皮书中，我们总结了欧洲中微子源中微子超级束（ESSvSB）实验的概念设计及其与未来可能的基于μ子的设施的协同作用，例如低能nuSTORM和μ子对撞机。ESSvSB将受益于位于瑞典隆德的欧洲中微子源（ESS）LINAC的5兆瓦高功率，以产生世界上最强的中微子束，从而能够在第二个振荡最大值下进行测量。假设暴露十年，物理模拟表明，可以在超过70%的Delta CP值上建立CP不变性违规，其显着性为5 sigma，并且Delta CP角的测量误差小于8度对于所有Delta CP值。然而，在实现最终的技术设计之前，必须进一步研究一些技术和物理挑战。在第二个振荡最大值处进行测量需要具有适当能量的非常强的中微子束。为此，ESS质子束LINAC（旨在产生世界上最强的中子束）将需要升级到10 MW功率，2.5 GeV能量和28 Hz束脉冲重复率。将ESS LINAC束脉冲从2.86毫秒压缩到1.3微秒需要一个储能环。需要一个高功率目标站设施来产生聚焦良好的强（超）μ中微子束。中微子超级束的物理性能与百万吨级地下水切伦科夫中微子远探测器安装在距离ESS的360公里或540公里，基线，已被评估。
2022-03-15 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
The impact of high-dimensional phase space correlations on the beam dynamics in a linear accelerator
本研究针对强子束流在RFQ结构中产生的仅六维相空间可见的横纵相关性问题，评估人为去相关对SNS直线加速器和BTF束流动力学的影响，发现加速初期真实分布与去相关副本演化趋同，说明低维投影或可满足高功率直线加速器的详细预测需求。
2023-10-06 physics.acc-ph
Laser-assisted high-energy proton pulse extraction for feasibility study of co-located muon source at the SNS
我们已经通过实验证明了第一个非侵入性的1-GeV质子束提取产生μ子的时间结构优化的μ子自旋弛豫/旋转/共振（MuSR）的应用。在空间中子源（SNS）加速器的高能束流输运中，利用激光中和1GeV氢离子（H-）束流的方法提取质子脉冲。提取的质子束的最大通量仅占用于中子生产的总质子束的0.2%，与其他共定位μ子和中子设施的20%的减少有显著差异，因此所提出的方法将导致对SNS操作的影响可以忽略不计。本文介绍了脉冲结构和输出功率灵活性高的光纤/固体混合激光器系统的研制、H-束的激光中和和H 0束与现有SNS加速器束线分离的初步实验、H 0在SNS直线加速器倒堆处转化为质子的初步实验以及30 ns/50 kHz质子脉冲的测量结果。该系统最终证明了基于激光的质子束提取为SNS世界领先的MuSR设施提供动力的可行性。
2020-04-07 physics.acc-ph physics.ins-det
Pulsed Superconductivity Acceleration
建议的直线对撞机TESLA的设计是基于9细胞1.3 GHz超导铌腔，在脉冲模式下操作。在国际合作的框架内，在DESY建立了TESLA测试设施（TTF），为腔体研发提供基础设施，以实现更高的梯度。测试了60多个九室腔，测量到高达30 MV/m的加速梯度。在TTF腔的第二次生产中，测得平均梯度为24.7 MV/m。两个模块，每个模块包含八个谐振器，目前在TTF直线加速器中使用。这些腔以脉冲模式操作：0.8 ms恒定梯度，重复率高达10 Hz。我们将集中在两个方面：首先，腔的制造和处理进行了讨论，允许达到高梯度。将显示单电池腔的最新结果，超过40 MV/m。其次，回顾了超导腔的脉冲工作模式。这包括洛伦兹力失谐、机械振动（颤噪）和射频场控制。这两个主题满足了即将到来的兴趣超导质子直线加速器，如超导驱动器直线加速器SNS（超导中子源）。
2000-09-29 physics.acc-ph
Efficient Design Scheme of Superconducting Cavity
对于许多下一代高强度质子加速器应用，包括超导中子源（SNS），超导（SC）RF为直线加速器提供了技术选择。在设计超导腔时，需要考虑若干特征，例如峰值场、单元间耦合、机械刚度、场平坦度、外部Q、可制造性、分路阻抗、高阶模（HOM）等，应该一起考虑。通过探索整个腔体的几何空间，找到了一种确定最佳腔体形状的系统方法，通过调整单元形状，可以实现RF能量的最有效利用。在参数空间中找到了一个满足所有合理设计准则的小区域，简化了最优形状的选择。本文详细阐述了该优化方案的整个设计过程，并将其应用于SNS谐振腔的设计。
2000-08-21 physics.acc-ph
The European Spallation Source neutrino Super Beam Conceptual Design Report
这份概念设计报告详细介绍了欧洲空间源中微子超级束（ESS $ν$ SB）可行性研究。该设施是在2012年报告的中微子混合角$θ_{13}$相对较大的测量值之后提出的，这提高了用常规中微子束在轻子扇区观察潜在的CP破坏的可能性。$θ_{13}$的测量值还允许$2^{nd}$振荡最大值而不是更典型地研究的$1^{st}$最大值用于发现CP破坏。在该$2^{nd}$振荡最大值处的灵敏度比在$1^{st}$处的灵敏度高约三倍，这意味着系统误差的影响减小。在$2^{nd}$振荡最大值下工作需要具有适当能量的非常强的中微子束。欧洲脉冲中子源（ESS）是目前世界上最强的脉冲中子源，它的质子直线加速器工作在5，MW功率、2，GeV动能、14 Hz重复频率（脉宽3 ms，占空比4%）。在本设计研究中，提出了加倍的重复率和压缩束脉冲到微秒的水平，以提供额外的5~MW的质子束中微子的生产。对这种中微子超级束流的物理性能进行了评估，并与安装在距离ESS 360- 550 km处的百万吨级地下水切伦科夫中微子探测器进行了配合。ESS质子直线加速器的升级，质子脉冲压缩所需的储能环，目标站的设计和优化，近探测器和远探测器复合体，和该设施的物理潜力都在本报告中描述。ESS直线加速器将于2025年投入使用，届时中微子设施的升级工作可能会开始。
2022-06-02 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Management of a Large Distributed Control System Development Project
在六个地理位置分散的地点建立一个加速器是相当疯狂的，但在政治上是权宜之计。目前正在田纳西州橡树岭建造的Spectron中子源（SNS）将脉冲1 Gev H-超导直线加速器与压缩机环相结合，以向液态汞靶提供2 MW的束流功率，用于中子生产[1]。加速器组件、目标和实验（中子散射）仪器正在由劳伦斯伯克利（离子源和前端）、洛斯阿拉莫斯（直线加速器）、托马斯杰斐逊（低温系统）、布鲁克海文（压缩机环）、橡树岭（目标和常规设施）和阿贡（中子散射仪器）国家实验室合作开发。同样，分布在所有参与实验室的一个小组正在开发基于EPICS的控制系统。本文讨论了管理模式和策略，用于解决不寻常的问题，组织，沟通，标准化，集成和移交固有的这个广泛分布的项目。
2001-12-19 physics.acc-ph
Bridging Metal Additive Manufacturing and RF Accelerator Design: Development of a 704.4 MHz Crossbar H-Mode Linac for Efficient Beam Acceleration
GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung（GSI亥姆霍兹重离子研究中心）；Institute for Applied Physics, Goethe-University Frankfurt（法兰克福歌德大学应用物理研究所）；Helmholtz Research Academy Hesse for FAIR（黑森亥姆霍兹FAIR研究院）
本文提出了一种704.4 MHz交叉bar H模式腔体，通过金属增材制造技术实现高效频率跃迁和紧凑加速器结构，展示了其在连续波和脉冲操作中的高效束流加速能力。
2026-04-20 physics.acc-ph
Cavity Simulator for European Spallation Source
欧洲中子源将成为世界上最亮的中子源。它正在瑞典隆德建造。该设施将安装120多个超导腔，每个腔都由一个单独的LLRF控制系统进行调节。为了降低与在真实腔体上测试系统相关的风险，设计了腔体模拟器。它再现了ESS直线加速器中高β部分所用超导腔的行为。对高功率射频放大器和压电陶瓷驱动器的参数进行了仿真。基于RF驱动和压电控制信号，腔体模拟器生成由LLRF控制系统的输入获取的RF信号。这用于实时关闭LLRF反馈环路。腔体模拟器的射频前端由矢量调制器、下变频电路和一组快速数据转换器组成。腔响应模拟是在高速FPGA逻辑中通过专用固件执行的，该固件被优化以最小化处理时间。该器件还能产生时钟、LO和704.42 MHz参考信号，以便在加速器环境之外进行系统测试。本文介绍了腔体模拟器的设计、固件中所用算法的描述以及器件的测量结果。
2018-06-25 eess.SP physics.acc-ph physics.ins-det
Influence of material parameters on the performance of niobium based superconducting RF cavities
Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Raja Ramanna Centre for Advanced Technology（罗阇·兰纳高级技术中心）
研究了铌基超导射频腔性能受材料参数的影响，发现纯度规范可能过于严格，且低纯度材料可适用于特定应用。
2018-02-05 physics.acc-ph
A Prototype Compact Accelerator-based Neutron Source (CANS) for Canada
2018年，随着加拿大安大略省乔克河国家研究通用（NRU）反应堆的关闭，加拿大获得中子束进行中子散射的机会大大减少。从长远来看，需要新的能源;否则，随着全球供应的萎缩，获取能源只会变得更加困难。紧凑型基于加速器的中子源（CANS）提供了强中子源的可能性，其资本成本显著低于散斑源。在本文中，我们提出了加拿大的CANS。该提案分阶段进行，第一阶段提供一个中等中子通量，直线加速器为基础的中子散射的方法，也与硼中子俘获治疗（BNCT）站和正电子发射断层成像（PET）同位素站耦合。第一阶段将作为第二阶段的原型：一个更高亮度，更高成本的设施，可以被视为中子应用的国家中心。
2021-04-20 physics.acc-ph physics.ins-det
