用于 LBNF 的 300 kA 脉冲电源
加速器物理
2022-07-07 v1
摘要
长基线中微子设施 (LBNF) 将产生世界上最强的中微子束。三个串联的磁号角将需要 5kV、300kA、800s 的脉冲，以 0.7Hz 的重复频率聚焦该束流。费米实验室过去曾设计并建造用于号角的脉冲大电流电源。用于聚焦 120 GeV 束流的 Neutrinos at Main Injector (NuMI - NOvA) 的 205 kA 脉冲电流，以及用于聚焦 8 GeV 束流的 Booster Neutrino Beam (BNB - MiniBooNE) 的 170 kA 脉冲电流，已运行约 18 年。虽然磁号角预计将被更换，但 LBNF 号角电源预计将持续项目全周期 30 年。NuMI 与 BNB 采用了谐振半正弦波脉冲器，具有诸多实用优势。该系统在设计上通过阻抗限制故障电流，尽管数值很大。这一点连同谐振特性意味着晶闸管开关非常适用。我们还计算了系统的多种故障模式。引入了若干电路改动以容忍单一故障。该电源必须可逆，以产生中微子与反中微子。这些反转要求需要大量的机械设计与考量，以实现所有半导体的快速反转。
引用
@article{arxiv.2207.02766,
title = {A 300 kA Pulsed Power Supply for LBNF},
author = {C. C. Jensen and T. Omark and H. Pfeffer and K. Roon and J. Hugyik and B. Morris},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.02766},
year = {2022}
}