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DINAMICA DEL FASCIO DI PROTONI NEL LINAC IMPLART. C. RONSIVALLE. Centro PMQ di ingresso LINAC1-SCDTL. Centro PMQ di uscita LINAC1-SCDTL. Centro PMQ di ingresso LINAC1-CCL. Centro PMQ di uscita LINAC1. Centro PMQ di ingresso LINAC2. Centro PMQ di uscita LINAC2. LINAC1-SCDTL. LINAC1-CCL. - PowerPoint PPT Presentation
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DINAMICA DEL FASCIO DI PROTONI NEL LINAC IMPLART
C. RONSIVALLE
Centro PMQ di uscita LINAC1-SCDTL
Centro PMQ di ingresso LINAC1-SCDTL
Centro PMQ di ingresso LINAC1-CCL
Centro PMQ di uscita LINAC1
Centro PMQ di ingresso LINAC2
Centro PMQ di uscita LINAC2
LINAC1-SCDTL
LINAC1-CCL
LINAC2
USCITA LINAC2
Il fascio e’ contenuto entro un raggio di 1.7 mmx=0.46 mm y=0.27 mm Energia media=230.5 MeV, E=412.9 keVTrasmissione dall’ingresso del LINAC1=100%Fascio di ingresso all’interno
dell’accettanza della macchina
VARIAZIONE DI ENERGIA
VARIAZIONE LENTA DI ENERGIA SU LINAC1-CCLTRAMITE VARIAZIONE DI AMPIEZZA DEL CAMPO ELETTRICO
IMPLART LINAC1-CCL
8090
100110
120130
140150
160
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1
Ampiezza del campo elettrico nell'ultimo modulo acceso
En
erg
ia (M
eV)
MODULO 12
MODULO 11
MODULO 10
MODULO 9
IMPLART-LINAC1-CCL
00.20.40.60.8
11.21.41.61.8
2
80 100 120 140 160
Energia (MeV)
RM
S E
ne
rgy
Sp
rea
d (
Me
V)
MODULO 12
MODULO 11
MODULO 10
MODULO 9
DE per DR=2mm
IMPLART LINAC2
00.20.40.60.8
11.21.41.61.8
2
155 165 175 185 195 205 215 225 235
Energia (MeV)
RM
S e
ner
gy
spre
ad
(MeV
)
MODULO 4
MODULO 3
MODULO 2
MODULO 1
DE per DR=2 mm
VARIAZIONE LENTA DI ENERGIA SU LINAC2TRAMITE VARIAZIONE DI AMPIEZZA DEL CAMPO ELETTRICO
IMPLART LINAC2
155
165
175
185
195
205
215
225
235
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1
Ampiezza del campo elettrico nell'ultimo modulo acceso
En
erg
ia (
Me
V) MODULO 4
MODULO 3
MODULO 2
MODULO 1
LINEE DI TRASPORTO
LINEA BEAM-1 (TRACE3D)
MATCHING LINAC1-LINAC2 (TRACE3D)
LINEA BEAM-1 DA INGRESSO LINAC1-CCL (PROGRAMMA LINAC)
USCITA LINEA BEAM-1 (PROGRAMMA LINAC)
Il fascio e’ contenuto entro un raggio di 1.6 mmx=y=0.45 mm Energia=156 MeV, E=140 keVTrasmissione dall’ingresso del LINAC1=100%Fascio di ingresso all’interno dell’accettanza della macchina
A 60 cm dal bordo di uscita “hard edge” dell’ultimo quadrupolo della linea
USCITA LINEA BEAM-1 (PROGRAMMA LINAC)
VARIAZIONE DI ENERGIA SU USCITA LINEA BEAM-1 (92-156 MeV): OTTIMIZZAZIONE CON TRACE3D (3 q-poli variabili)
Energia EMQ1 EMQ2 EMQ3 EMQ4 EMQ5 EMQ6 EMQ7156 -13.6 29.53116 -13.6 16.54527 -16.34082 15.65111 -17.09254139 -13.6 28.39462 -13.6 19.74751 -16.34082 15.65111 -19.25449123 -13.6 27.2479 -13.6 18.02193 -16.34082 15.65111 -20.72515107 -13.6 26.06233 -13.6 17.94916 -16.34082 15.65111 -19.2285192 -13.6 24.84847 -13.6 16.15908 -16.34082 15.65111 -16.41377
y = 0.0736x + 18.134
24
25
26
27
28
29
30
80 100 120 140 160Energia (MeV)
Gra
die
nte
EM
Q2
(T
/m)
TRACE3D
FIT lineare
y = 0.0037x2 - 0.9164x + 36.956
y = -0.0024x2 + 0.6197x - 20.502
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
80 100 120 140 160
Energia (MeV)
T/m
EMQ4EMQ7Fit quadratico (EMQ7)Fit quadratico (EMQ4)
VARIAZIONE DI ENERGIA SU USCITA LINEA BEAM-1 (92-156 MeV): OTTIMIZZAZIONE CON TRACE3D. SISTEMA DOPPIAMENTE ACROMATICO E FASCIO ROTONDO CON LE STESSE DIMENSIONI
156 MeV Inviluppo x
Inviluppo y
92 MeV Inviluppo x
Inviluppo y
Cambiano solo i valori finali di alfax e alfay
Linea BEAM-1
Linea BEAM-1
Posizione BEAM-1 Uscita LINAC2Energia MeV 155.977 229.971alphax -2.228 -0.2582betax mm/mrad 1.95 2.987Exrms mm*mrad 9.07E-02 7.10E-02Ex100% mm*mrad 1.516 1.143alphay 1.245 6.28E-02betay mm/mrad 0.8078 1.059Eyrms mm*mrad 9.05E-02 7.10E-02Ey100% mm*mrad 1.851 1.438alphap -0.2708 0.5542betap deg/MeV 19.14 10.9Eprms deg*MeV 0.3493 1.422Ep100% deg*MeV 10.68 9100gammap MeV/deg 0.056078 0.119920884sigmaE MeV 0.1399573 0.412949752
PARAMETRI DEL FASCIO DI PROTONI
•Parametri di ingresso=accettanza della macchina• Energia corrispondente alla massima densità•I valori della emittanza sono non normalizzati
VARIAZIONE DEI PARAMETRI DI TWISS IN FUNZIONE DELL’ENERGIA NELLA POSIZIONE DELL’USCITA AD ALTA ENERGIA NEL RANGE 156-230 MeV
VARIAZIONE LLA EMITTANZA NON NORMALIZZATA (100% DEL FASCIO) IN FUNZIONE DELL’ENERGIA NELLA POSIZIONE DELL’USCITA AD ALTA ENERGIA NEL RANGE 156-230 MeV
PROPAGAZIONE DEL FASCIO FINO AL CENTRO DEL PMQ DI USCITA DEL LINAC2 A LINAC2 SPENTO (variazione di energia in linac1 da 92 a 156 MeV)
LINAC1 ON-LINAC2 OFF: Energia=156 MeV
Centro PMQ di ingresso LINAC1-CCL
Centro PMQ di uscita LINAC2
LINAC1 ON-LINAC2 OFF: Energia=156 MeV
Trasmissione=100%
LINAC1-CCL (Moduli 10,11,12 off)-LINAC2 OFF: Energia=92 MeV
LINAC1-CCL (Moduli 10,11,12 off)-LINAC2 OFF: Energia=92 MeV
Trasmissione=100%
Centro PMQ di ingresso LINAC1-CCL
Centro PMQ di uscita LINAC2
VARIAZIONE DELLA DIMENSIONE DELLA SPOT ALL’USCITA BEAM-1
Muovendo i 4 quadrupoli EMQ4-EMQ5-EMQ6-EMQ7 è possibile variare la dimensione della spot ad ogni energia, mantenendo il fascio parallelo
Diametro 2 mm
Valori Gradienti
Diametro 5 mm
Diametro 9 mm
Scala: Xmax=ymax=5 mm