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DINAMICA DEL FASCIO DI PROTONI NEL LINAC IMPLART
C. RONSIVALLE
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Centro PMQ di uscita LINAC1-SCDTL
Centro PMQ di ingresso LINAC1-SCDTL
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Centro PMQ di ingresso LINAC1-CCL
Centro PMQ di uscita LINAC1
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Centro PMQ di ingresso LINAC2
Centro PMQ di uscita LINAC2
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LINAC1-SCDTL
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LINAC1-CCL
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LINAC2
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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
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VARIAZIONE DI ENERGIA
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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
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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
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LINEE DI TRASPORTO
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LINEA BEAM-1 (TRACE3D)
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MATCHING LINAC1-LINAC2 (TRACE3D)
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LINEA BEAM-1 DA INGRESSO LINAC1-CCL (PROGRAMMA LINAC)
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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
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USCITA LINEA BEAM-1 (PROGRAMMA LINAC)
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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)
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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
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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
![Page 21: DINAMICA DEL FASCIO DI PROTONI NEL LINAC IMPLART C. RONSIVALLE](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062701/5542eb57497959361e8c13b7/html5/thumbnails/21.jpg)
VARIAZIONE DEI PARAMETRI DI TWISS IN FUNZIONE DELL’ENERGIA NELLA POSIZIONE DELL’USCITA AD ALTA ENERGIA NEL RANGE 156-230 MeV
![Page 22: DINAMICA DEL FASCIO DI PROTONI NEL LINAC IMPLART C. RONSIVALLE](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062701/5542eb57497959361e8c13b7/html5/thumbnails/22.jpg)
VARIAZIONE LLA EMITTANZA NON NORMALIZZATA (100% DEL FASCIO) IN FUNZIONE DELL’ENERGIA NELLA POSIZIONE DELL’USCITA AD ALTA ENERGIA NEL RANGE 156-230 MeV
![Page 23: DINAMICA DEL FASCIO DI PROTONI NEL LINAC IMPLART C. RONSIVALLE](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062701/5542eb57497959361e8c13b7/html5/thumbnails/23.jpg)
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)
![Page 24: DINAMICA DEL FASCIO DI PROTONI NEL LINAC IMPLART C. RONSIVALLE](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062701/5542eb57497959361e8c13b7/html5/thumbnails/24.jpg)
LINAC1 ON-LINAC2 OFF: Energia=156 MeV
![Page 25: DINAMICA DEL FASCIO DI PROTONI NEL LINAC IMPLART C. RONSIVALLE](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062701/5542eb57497959361e8c13b7/html5/thumbnails/25.jpg)
Centro PMQ di ingresso LINAC1-CCL
Centro PMQ di uscita LINAC2
LINAC1 ON-LINAC2 OFF: Energia=156 MeV
Trasmissione=100%
![Page 26: DINAMICA DEL FASCIO DI PROTONI NEL LINAC IMPLART C. RONSIVALLE](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062701/5542eb57497959361e8c13b7/html5/thumbnails/26.jpg)
LINAC1-CCL (Moduli 10,11,12 off)-LINAC2 OFF: Energia=92 MeV
![Page 27: DINAMICA DEL FASCIO DI PROTONI NEL LINAC IMPLART C. RONSIVALLE](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062701/5542eb57497959361e8c13b7/html5/thumbnails/27.jpg)
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
![Page 28: DINAMICA DEL FASCIO DI PROTONI NEL LINAC IMPLART C. RONSIVALLE](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062701/5542eb57497959361e8c13b7/html5/thumbnails/28.jpg)
VARIAZIONE DELLA DIMENSIONE DELLA SPOT ALL’USCITA BEAM-1
![Page 29: DINAMICA DEL FASCIO DI PROTONI NEL LINAC IMPLART C. RONSIVALLE](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062701/5542eb57497959361e8c13b7/html5/thumbnails/29.jpg)
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