Super-KEKB-mini-workshop
2003/Nov./27
ＱＣＳ及び超伝導ＱＣ１の検討
検討項目
• X angle=30mrad, bx=20cm
QCS及びQC1マグネット、クライオスタット
• X angle=22mrad, bx=20cm
1. LER beam line とBelle軸との角度 8 mrad
2. LER beam line とBelle軸との角度 0 mrad
QCS及びQC1マグネット、クライオスタット
X angle=30mrad, bx=20cm
beam envelope & synchrotron light
43.51
48.05
Left side
Right side
QCS (bx=20cm, Xangle=30mrad)
• ６層コイル (Rin=90mm)
• QCSR: G=36.01 T/m
Iop=1134A, Bmax=3.74 T
Iop/Ic=64%
• QCSL: G=34.24 T/m
Iop=1078A, Bmax=3.56 T
Iop/Ic=61%
QCS-R
QC1R (bx=20cm, Xangle=30mrad)
•
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•
２層コイル
G=34 T/m
Leff=0.266 m
Iop=1319 A, Bmax=3.28 T
Iop/Ic=73%
クライオスタットと
ビームパイプが一体
QC1Rの磁場分布 (bx=20cm, Xangle=30mrad)
Bmax=3.276 T
Leak Field on LER < 20 Gauss
QC1L (bx=20cm, Xangle=30mrad)
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•
１層コイル
G=42.86 T/m
Leff=0.232 m
Iop=1319A, Bmax=1.62 T
Iop/Ic=59%
クライオスタットと
ビームパイプが一体
QC1Lの磁場分布 (bx=20cm, Xangle=30mrad)
Bmax=1.618 T
Leak Field on LER < 1.5 Gauss
X angle=22mrad, bx=20cm
beam envelope & synchrotron light
LER beam axisとBelle axisが0mradの角度を持つ
11.2
25.71
28.27
Left side
Right side
QC1R ( X angle=22mrad, bx=20cm )
•
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２層コイル (Rin=68mm)
G=39.5 T/m
Leff=0.2285m
Iop=1319A (541A/mm2)
Bmax=3.28 T
Iop/Ic=73%
LERへの漏れ磁場
B < 100 Gauss @IP side
B< 30 Gauss @ Magnet center
Beam pipeを鉄にすると
B< 2.5 Gauss
QC1L ( X angle=22mrad, bx=20cm )
•
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•
１層コイル (Rin=28mm)
G=46.9 T/m
Leff=0.2121m
Iop=1319A (541A/mm2)
Bmax=1.68 T
Iop/Ic=59%
LERへの漏れ磁場
B < 3 Gauss
X angle=22mrad, bx=20cm
beam envelope & synchrotron light
LER beam axisとBelle axisが8mradの角度を持つ
27.48
Left side
24.62
Right side
QCS (bx=20cm, Xangle=22mrad)
LER beam axisとBelle axisが8mradの角度を持つ
• ６層コイル (Rin=73mm)
• 導体寸法
1.09mm3.6mm
• QCSR: G=36.01 T/m
Iop=943A, Bmax=3.05 T
Iop/Ic=67%
• QCSL: G=34.24 T/m
Iop=897A, Bmax=2.90 T
Iop/Ic=64%
QCS cryostatの小型化
QCS-R
QCS内磁場分布
QCSクライオスタット
bx=20cm, X=22mrad, LER.vs.Belle=8mrad
まとめ
• X angle=30mrad, bx=20cm
QCS：Iop/Ic=64% ー＞ESR, ESLの高磁場化（小型化）
ー＞電磁力の軽減
QC1：クライオスタットとビームパイプを一体化する必要あり
QC1R：G=34 T/m L=0.266 m
QC1L：G=42.86 T/m L=0.232 m
• X angle=22mrad, bx=20cm (LER to Belle = 0 mrad)
QC1：ビームパイプ材質を鉄にする必要あり
QC1R：G=39.5 T/m L=0.229 m
QC1L：G=46.9 T/m L=0.212 m
• X angle=22mrad, bx=20cm (LER to Belle = 8 mrad)
QC1：基本的にはLER/Belle=0mradと同じ
QCS：小型化が可能であるー＞クライオスタットの小型化
ー＞Belle opening angleへの影響
スケジュール及びR&D
-3 year
-2 year
-1 year
shutdown
IR-optics&Magnet
基本設計
超伝導ケーブル
及びQCS, ES-R&D
機用詳細設計
QCS-R&D
（プロト機）
低真棟整備
磁場測定器製作
磁石設計feedback
QCS製作
低温機器製作
低真棟磁場測定
（低温・常温）
３種類の測定
QCS据え付
磁場測定
(beam line)
• 上記スケジュール中のR&D機は実質的には建設の一環つ
まりプロトタイプであることを認識してほしい。
• 磁場計算が終了で初めて超伝導電磁石特有の検討が始め
られる。
ー＞熱計算（クエンチ時の温度上昇、全体システムの熱バランス）、
電磁力、クライオスタット、精度の高い磁場測定器の製作
ー＞ハードとしてのR＆Dを立ち上げたい（超伝導ケーブルの開発、
及びコイルの製作）

IRQ design for SuperKEKB