基于传导冷却的无液氦Nb3Sn演示SRF电子直线加速器的稳定加速
加速器物理
2024-04-16 v1
摘要
本文将介绍中国科学院近代物理研究所(IMP, CAS)设计、建造和调试的一台传导冷却的Nb3Sn演示超导射频(SRF)电子加速器。在CiADS项目中Nb3Sn薄膜SRF腔的工程应用规划背景下，采用气相扩散法涂覆了一个650MHz 5-cell椭圆腔用于电子束加速。通过10台GM制冷机的高精度协同控制，实现了腔体缓慢冷却穿过18K，并伴有明显的特征磁通排出。无液氦(LHe-free)低温模组的水平测试结果表明，该腔体在连续波(CW)模式下可在Epk=6.02MV/m稳定运行，在40%占空比脉冲模式下可达Epk=14.90MV/m。束流加速实验表明，加速后宏脉冲中电子束的最大平均电流超过200mA，最大能量增益为4.6MeV。这些结果为Nb3Sn薄膜SRF腔的工程应用提供了原理验证，突显了由商用制冷机驱动的小型紧凑Nb3Sn SRF加速器在工业应用中的广阔前景。
引用
@article{arxiv.2404.09187,
title = {Stable Acceleration of a LHe-Free Nb3Sn demo SRF e-linac Based on Conduction Cooling},
author = {Ziqin Yang and Yuan He and Tiancai Jiang and Feng Bai and Fengfeng Wang and Weilong Chen and Guangze Jiang and Yimeng Chu and Hangxu Li and Bo Zhao and Guozhen Sun and Zongheng Xue and Yugang Zhao and Zheng Gao and Yaguang Li and Pingran Xiong and Hao Guo and Liepeng Sun and Guirong Huang and Zhijun Wang and Junhui Zhang and Teng Tan and Hongwei Zhao and Wenlong Zhan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.09187},
year = {2024}
}