Mejorando las Pruebas de Cátodos con una Fotogun RF Normal Conductora Criogénica de Alto Gradiente
Autores: Lawler, Gerard Emile; Bosco, Fabio; Carillo, Martina; Fukasawa, Atsushi; Li, Zenghai; Majernik, Nathan; Sakai, Yusuke; Tantawi, Sami; Williams, Oliver; Yadav, Monika; Rosenzweig, James
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Mejorando las Pruebas de Cátodos con una Fotogun RF Normal Conductora Criogénica de Alto GradienteCategoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión del conocimiento
Palabras clave
Futuro
Acelerador de electrones
Brillo
Fotocátodos
Pistola de fotones RF
Criogénico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Las futuras aplicaciones de aceleradores de electrones, como los láseres de electrones libres de rayos X y los colisionadores, dependen de un aumento significativo en el brillo del haz. Con la observación de que la mejor preservación del brillo máximo del haz de linac se encuentra en el cátodo, estamos incentivados a crear un entorno donde podamos estudiar cómo lograr el mayor brillo posible de la fotocátodo. Para ello, tenemos la intención de extraer haces de fotocátodos de alto brillo con los mayores gradientes de aceleración alcanzables que podamos gestionar en una fotocátodo de radiofrecuencia (RF) alimentada por klystron. Utilizamos aquí cavidades normales criogénicas para lograr gradientes ultra-altos mediante la limitación de las tasas de ruptura (BDR). Las bajas temperaturas también deberían reducir la emittance del cátodo al disminuir la energía transversal media (MTE) de los electrones cerca del umbral de fotoemisión. Con este fin, hemos diseñado y producido una nueva Pistola de Radiofrecuencia Optimizada para Brillo Criogénico (CYBORG) para su uso en una nueva línea de haz en UCLA. Introduciremos la física de RF y fotoemisión que permite este nuevo régimen de cátodos de baja temperatura y alto campo al que pretendemos acceder. Además, informamos sobre el estado actual de la puesta en marcha de la línea de haz, incluyendo el enfriamiento de la fotocátodo a 100 K y la producción de 0.5 MW de potencia de alimentación RF, lo que corresponde a campos de aceleración del cátodo en el rango de 80-90 MV/m. Además, planeamos mejoras iterativas tanto a 77 K como a 1 MW, correspondientes a nuestro objetivo final de >120 MV/m. Nuestra discusión incluirá pruebas futuras de la línea de haz y la consideración de la realización inicial de un concepto de fotoinyector de ultra-alto gradiente.
Descripción
Las futuras aplicaciones de aceleradores de electrones, como los láseres de electrones libres de rayos X y los colisionadores, dependen de un aumento significativo en el brillo del haz. Con la observación de que la mejor preservación del brillo máximo del haz de linac se encuentra en el cátodo, estamos incentivados a crear un entorno donde podamos estudiar cómo lograr el mayor brillo posible de la fotocátodo. Para ello, tenemos la intención de extraer haces de fotocátodos de alto brillo con los mayores gradientes de aceleración alcanzables que podamos gestionar en una fotocátodo de radiofrecuencia (RF) alimentada por klystron. Utilizamos aquí cavidades normales criogénicas para lograr gradientes ultra-altos mediante la limitación de las tasas de ruptura (BDR). Las bajas temperaturas también deberían reducir la emittance del cátodo al disminuir la energía transversal media (MTE) de los electrones cerca del umbral de fotoemisión. Con este fin, hemos diseñado y producido una nueva Pistola de Radiofrecuencia Optimizada para Brillo Criogénico (CYBORG) para su uso en una nueva línea de haz en UCLA. Introduciremos la física de RF y fotoemisión que permite este nuevo régimen de cátodos de baja temperatura y alto campo al que pretendemos acceder. Además, informamos sobre el estado actual de la puesta en marcha de la línea de haz, incluyendo el enfriamiento de la fotocátodo a 100 K y la producción de 0.5 MW de potencia de alimentación RF, lo que corresponde a campos de aceleración del cátodo en el rango de 80-90 MV/m. Además, planeamos mejoras iterativas tanto a 77 K como a 1 MW, correspondientes a nuestro objetivo final de >120 MV/m. Nuestra discusión incluirá pruebas futuras de la línea de haz y la consideración de la realización inicial de un concepto de fotoinyector de ultra-alto gradiente.