高梯度加速器中电介质充电与损伤的诊断及探测器
加速器物理
2015-10-20 v1
摘要
本研究旨在解决介质尾场加速器（Dielectric Wakefield Accelerators）中高重复频率效应的分析与缓减问题，更具体地，研究薄壁介质尾场加速器中由经过的电荷束团引起的充电速率与电荷分布，以及对此类加速器应用有用的电介质材料中电导与放电现象的物理机制。问题在于束晕与强尾场在介质充电中所起作用，可能导致电荷束团的不期望偏转和介质材料的退化。所开发的探测器基于复电导率的测量，该电导率表现为伴随一个或多个电荷束团通过的瞬态现象，通过观测装配在介质管周围的谐振微波腔的复导纳变化来实现。该探测器还能检测材料的永久损伤。在开发初期，搭建了微波装置并开发了信号处理，用于观测位于薄壁中空介质管内壁或近内壁处介质表面和/或等离子体的时间依赖电子充电。采用三个频率以提高数据处理率和信噪比。将给出等离子体测试案例的测试与性能结果；特别地，测试单元的性能显示出能检测介电常数约 0.1% 的小变化，这对应于经过的电荷束团仅有 0.3nC 被刮削到腔内介质衬里的壁上。
引用
@article{arxiv.1510.05507,
title = {Diagnostic and Detectors for Charging and Damage of Dielectrics in High-gradient Accelerators},
author = {S. V. Shchelkunov and T. C. Marshall and J. L. Hirshfield},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.05507},
year = {2015}
}
备注
Presentation at the DPF 2015 Meeting of the American Physical Society Division of Particles and Fields,Ann Arbor, Michigan, August 4-8, 2015