CERN超级质子同步加速器新一代内部束流收集器的设计与早期运行
加速器物理
2024-04-16 v2 高能物理 - 实验
核实验
仪器与探测器
摘要
超级质子同步加速器（SPS）是CERN大型强子对撞机注入链的最后一级，也为多个固定靶实验提供质子和离子束。SPS自1976年运行以来，经过多次升级。为了安全运行，其内部束流收集器必须能够反复吸收循环束流的能量而不损坏其功能。SPS的最新升级要求其束流收集器能够吸收动量谱从14到450 GeV/、平均束流功率高达约270 kW的质子束。本文介绍了2019-2020年CERN加速器综合体停机期间安装在SPS一个长直线段的新设计SPS束流收集器的技术细节。该新束流收集器自2021年5月起运行，预计寿命为20年。设计中的关键挑战与需要耗散的高水平热能（避免过热和损坏束流收集器本身）以及高感应辐射水平有关，这影响到人员进入监测束流收集器和修复运行中出现的任何问题。因此，设计过程包括对束流收集器核心及其冷却系统在正常运行和束流收集最坏情况下的响应进行广泛的热机械有限元模拟。为了确保束流收集器核心与水冷系统之间的高导热性，制造过程中采用了热等静压技术。束流收集器中安装了一套全面的仪器，用于在运行期间进行监测，并通过运行反馈交叉检查数值模型。
引用
@article{arxiv.2312.15485,
title = {Design and early operation of a new-generation internal beam dump for CERN's Super Proton Synchrotron},
author = {A. Romero Francia and A. Perillo Marcone and S. Pianese and K. Andersen and G. Arnau Izquierdo and J. A. Briz and D. Carbajo Perez and E. Carlier and T. Coiffet and L. S. Esposito and J. L. Grenard and D. Grenier and J. Humbert and K. Kershaw and J. Lendaro and A. Ortega Rolo and K. Scibor and D. Senajova and S. Sgobba and C. Sharp and D. Steyaert and F. M. Velotti and H. Vincke and V. Vlachoudis and M. Calviani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.15485},
year = {2024}
}
备注
20 pages, 36 figures, submitted to Phys. Rev. Accel. Beams