10 - ILC-Asia - KEK

ILC WG5-Asia
Bi-weekly meeting (22nd)
K.Saito
• Reentrant, LL high gradient達成
• H17年度下期、WG5 R＆Dの見直し
10
Re-entrant single cell 10th
11
2005/09/06
2K
Eacc=51.22MV/m
Qo=5.88e9
10 10
Qo
processing 36~38MV/m without X-ray
X-ray start from 40MV/m
limitation=runout liq. He(low-42%)
10 9
Qo(9th)
Qo(10th)
10 8
0
10
20
30
Eacc[MV/m]
40
50
60
10
Re-entrant 11th
11
T = 1.8 K
2005/09/07
Eacc = 50.90 MV/m
Q0 = 6.88e9
Qo
T = 2.0 K
10 10
Just adding LiHe
48 MV/m
10
50.90 MV/m
runout LiHe
during proc.
9
Qo @ 2K
Qo @ 1.8K
10 8
0
10
20
30
Eacc [MV/m]
40
50
60
10
LL single 1st cavity 15th, EP(30)+HPR+Bake
11
Qo
10 10
Quench 46.5MV/m
Qo=1.12E10 @ 1.97K
Q0=1.74E10 @ 1.68K
10 9
Qo 2K
Qo 1.68K
10 8
0
10
20
30
Eacc [MV/m]
40
50
60
LL single 1st cavity, 15th: Bath temperature
during high gradient measurement
2.5
Bath Temp. [K]
2
1.5
1
0.5
0
2K Meas.
1.68K Meas.
0
10
20
30
Eacc[MV/m]
40
50
60
High gradient shapes
KEK/Cornell/JLAB
High pressure rinsing
JLAB/KEK
Eacc,max [MV/m]
50
40
30
Saclay (TESLA shape)
JLAB
Cornell
KEK
KEK/DESY/JLAB collaboration
KEK/INFN-LNL collaboration
Reentrant shape
Low Loss shape
20
10
0
'91
'93
'95
'97
'00
Date (Year)
'03
'05
2000
HRF cr [Oe]
1500
1000
500
0
TE011
TM010
Reentrant
Low Loss
EP
1970
HPR
1980
1990
Year
2000
2010
3000
Hcr Nb Cornell
TESLA-like KEK single cell
LL single cell
Reentrant single cell
HRF cr [Oe]
2500
2000
1500
1000
500
0
4
HRF
(Oe)
=
1750
×
[1−
t
]
cr
± 150
0.2
0.4
0.6
T
t≡
Tc
0.8
1
Multipacting
10 11
Qo: LL 15th
Multipacting
Qo
10 10
10 9
10 8
0
10
20
30
40
50
Eacc[MV/m]
Needed RF processing
for 45min
0.6
Hp[Oe]
for 2point MP,
=
f [MHz] 2n −1
Hp = 1293× 0.6 = 775.8Oe
Eacc =
775.8
= 20.9MV / m
37.1
46.5MV/m
90min
X-ray
T [3min/div]
Transmitted
power
WG5 R&D方針の見直し
• 2005.9月12日現在の到達点
1) Reentrant single cellで51MV/m、目標達成。
原理実証達成
2) LL single cellで46.5MV/m、目標達成。
3) ICHIRO 9-cell cavity 4台のfabrication完了。
4) ICHIRO 1st cavity, 21MV/m、Multipactingによる制限。
• Snowmassの結論
1) Cavity BCD：TESLA shape, 31.5MV/m @ Qo=1E10、
LL/Reentrant : ACD, 36MV/m @ Qo=1E10
WG5 H17年度予算執行状況(2005.9月8日現在）
項目
表面処理
メガソニック
プリチューニング
ICHIRO チューナー
500Wアンプ
予定額(千円）
9,000
2,500
1,800
5,400
14,000
単セルtrouble shooting
High power cable
500kW Input coupler
異材接合
真空シール
空洞構造解析
HOM計算
海外との共同研究
2K引張り試験
AR東生活費
2,000
1,800
18,000
2,500
1,500
2,000
2,300
2,400
1,000
6,300
合計
執行率
担当者
斎藤
東
東
東
肥後
執行状況
執行予定9月中旬
肥後
肥後
松本
古田
古田
山岡
両角
肥後／斎藤
執行予定10月
執行済み
執行済み
執行済み
執行済み
執行済み
和気
佐伯
執行済み
執行予定11月
執行済み
業者
野村メッキ
執行残額
備考
9,000 これまでの単セル処理分2,700を含む。
2,500 不足分に回す(東さん了解）。
スズノ技研
0
5,400
2,000 4,000は純粋汚染対応に回した。
2,000はRFパーツの購入予定。
野村鍍金
2,000
キーコム
0
東芝電子管デバイス
2,00
金属技研
0
石塚製作所
0
40
1,300
日立電線
1,700 プレス／トリムに500,ロウづけに500
ジグに500,箱に100
1,000 不足分に回す(和気さん了解）。
3,560
72,300
63%
近日中処理確定項目
表面処理
チューナー
ICHIRO空洞ジグ
電子ビームEBW追加分
ICHIRO縦測定カップラー
銅モデル空洞
HOM計算関連
合計
生活費
9,000
5,400
5,370
2,000
800
1,700
1,300
25,570
∼ 1,130
残額
単セル空洞でのR&D
新規３空洞製作費 3,000
表面処理費(30回） 7,500
液クリーニング試験 500
水の分析
500
合計 11,500(千円）
約 1500万円不足
26,700
Input Coupler test satandの製作
真空部品 3,000
合計 3,000(千円）
WG5 H17年度予算状況のまとめ
•
•
•
2005.９月8日現在、執行率63%で残2670万円。
純水のオイル汚染対策等、想定外の問題対策に~400万円費や。
9月下旬には生活費残り~110万円のみとなる。
•
•
•
単セル空洞での研究方針見直しには、1150万円、
Input coupler aging standの製作(想定外）に300万円、
合計 ∼1500万円の不足が見込まれる。
佐藤委員会(７月28日）でのWG5に関連するコメント
3. 45MV/m
1) 日本独自の技術を基礎にしており、日本の取り組みの旗印として従来通
り位置づける。
2) 遅れの原因は日程優先で個々のステップが未消化のまま次に進んだこと
にある。
3) RDRを目標として単セル高電界実証を優先せよ。
4) STF Phase1の45MV空胴が勾配がでなくてもインストールせよ。
5) 45MV/m空洞の技術確立はもっと長い時間で考えよ。
高電界達成に向けた今後のWG5開発方針(WG5案）
• 当座、LL単セル空洞での実証実験に集中する。
– 現在、電界の制限を阻んでいると思われるmultipactingの解決策を見出すことを通
して空洞表面処理レシピーの確立をする。
– このために、単セル空洞を新たに6個製作したい。主要単セル空洞はこれで10空洞
となる。
• ①最近の既存４空洞 → 処理レシピの確立
• ②ICHIRO ９セル空洞製作時のスペア空洞から３空洞 → ICHIRO空洞の高
電界特性を得ること、及び既に製作した９セルICHIRO空洞の評価に供する。
• ③新たに材料購入して製作３空洞 → 製作直後の初期表面処理の確立し
たレシピの確認を行う。
– 達成基準
• Eacc >４０MV/ｍ、Q0 >８E９、達成率＞８０％を目標とする。
– 期間は３ヵ月、EP処理回数は順調にいって３０回程度と想定される。
– 極力９セル空洞の処理を想定して進める。例えば、シールにアルミを用いること、
HPR後のごみ進入抑制治具の使用、等々。
– H17年末にレビューを受け、結果を確認してその後の方針を決める。
– 但し、９セル空洞のSTF-Iへの工程は進める。
高電界達成に向けた今後のWG5開発方針 Cont.
•
9-Cell ICHIRO空洞は、STFでの45MV/m実証目標を堅持し、ILC第１期計
画での採用を目指す。
– 9-cell空洞の性能は、multipactingにより制限されていると考えられる。単セル空洞
の研究成果を早期にフィードッバクすることで、 H17年度末までに当初目標達成
可と考えている。
– 縦測定で45MV/mが達成出来ない場合でもSTFに空洞を入れる。したがって、
Input coupler、Tunerのはこれまで通り開発を続ける。
– 縦測定で45MV/mの目標が達成出来なかった場合、その後の方針は、Snowmass
の結果を考慮しながら、LC推進室、佐藤委員会でのReviewの下で裁断されるべ
きであろう。
WG5 PLAN
Plan as of September 9
2005
7
2005
8
2005
9
Snowmass
2005
10
2005
11
2006
1
2006
2
2006
3
2006
4
2006
5
2006
6
BCD
Frascati
FNAL WS
35MV/mcavity
Fabrication
#1, #2
Press and trim
Dumbbell
HOM coupler (rough machining)
Beam pipe (rough machining)
Base plate (rough machining)
Assembly
#1 receive
#3
#4
2005
12
#2 receive
To be determined
Processing
#1
CBP
CP/EP + Anneal
Pretuning
HOM measurement (bead)
Finish EP + assembly
VT
#2
#3
#4
11/14-11/21--
12/12-12/19--
Single-cell high field proof
TESLA type (existing K14, etc.)
LL #1, #2
Re-entrant
ICHIRO S1
ICHIRO S2, S3, S4 from 9-cell prod.
Several single-cell cavities made of the same lot material
Fabrication
Test with existing cavities
Test with new cavities
GOAL
reliablly reproduce
40MV/m, 8E9
Basic R&D on fab. & process &
Nomura EP, HPR
KEK HPR, Rinse, Assemble, etc.
9-cell cavity high field test preparation
New AMP
Cable
End Group
VT
ICHIRO #1
EP
ICHIRO #2
ICHIRO #3
CBP, EP
to DESY
He vessel
with tuner
VT
from DESY
VT confirm
ICHIRO #4
Check field
flatness etc.
WG5 H17年度下半期のR&D方針まとめ
•
•
•
•
•
•
三ヵ月間、単セル空洞でMultipactingの問題解決、性能の安定化のため
の研究に集中したい。
そのために、単セル空洞を６台製作する。それに関連して、~1200万円
の追加予算が必要となる。
その結果を今年12月末にReviewする。
ICHIRO 9-cell空洞は性能の如何に関係なくSTFに挿入する。
そのために、Input coupler、Tunerの開発を続行する。
Input couplerのaging standに別途300万円の追加予算を要求したい。

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