用于粒子加速器的微波共振腔中等离子体参数与碳去污速率的首次实验表征
加速器物理
2026-03-05 v1 等离子体物理
摘要
原位等离子体处理是缓解场放电限制现象的超导射频 (SRF) 腔体的性能恢复技术，用于减轻在多年运营后观察到的场放电性能下降。该技术已在诸如 SNS、CEBAF、FRIB、FNAL 和 C-ADS 等大型粒子加速器设施中被证明非常有效。该技术基于在腔体内数小时点燃一種贵气/氧气等离子体，以去除基于烃的污染物，这些污染物是导致持续数年运营后观察到的场放电退化的原因。尽管该领域已有大量实验研发工作，但在各种实验条件下等离子体参数和清洁速率从未被直接评估。本研究中，使用 Langmuir 探针测量等离子体参数，并通过装有模拟碳基污染的石英晶体微平衡 (QCM) 进行清洁速率测量。本文讨论了大参数空间的主要结果，并提供改善 SRF 腔体等离子体处理效果的指南。也讨论了遇到的技术挑战，因为 SRF 腔体设计上并非意图用作等离子体反应器。
关键词
引用
@article{arxiv.2603.04052,
title = {First Experimental Characterization of Plasma Parameters and Carbon Decontamination Rates in a Microwave Resonator Used in Particle Accelerators},
author = {Camille Cheney and Gabriel Abi-abboud and Stéphane Béchu and Alexandre Bès and Laurent Bonny and Thibaut Gerardin and Bruno Mercier and Eric Mistretta and Jonathan Yemane and David Longuevergne},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.04052},
year = {2026}
}