Проект высоковольтного кулера для коллайдера НИКА 1/1 Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, 17 - 21 сентября 2011, - презентация

1 Проект высоковольтного кулера для коллайдера НИКА 1/1 Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта Е.В. Ахманова, А.Г. Кобец, И.Н. Мешков, Р.В. Пивин, А.Ю.Рудаков, А.В. Смирнов, Н.Д.Топилин, Ю.А.Туманова, А.В.Шабанов, СЛ. Яковенко Объединенный институт ядерных исследований, Дубна М.П.Кокуркин, Н.Ю.Лысов, М.М.Пашин, А.А.Филиппов Всероссийский электротехнический институт, Москва А.В. Иванов Институт ядерной физики им. Будкера, Новосибирск

2 Содержание: 2/1 Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта Концептуальный проект системы электронного охлаждения коллайдера НИКА Генерация электронного пучка и рекуперация энергии Моделирование магнитного поля Высоковольтный генератор Заключение

3 SPD MPD Концептуальный проект системы электронного охлаждения коллайдера НИКА 3/1 Принципиальная схема коллайдера Polarimeter El.cooler Injection channel Spin rotator RF3 Spin rotator Sib. Snakes 1 2 RF2 Stoch..cooler Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта

4 5 m 3.1 m 8.5 m 6 m 1.3 m Энергия электронов МэВ Ток электронного пучка A Концептуальный проект системы электронного охлаждения коллайдера НИКА Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта Высоковольтный электронный кулер

5 Концептуальный проект системы электронного охлаждения коллайдера NICA Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта Параметры СЭО Энергия электронов, МэВ 0,5 2,5 Потенциал коллектора относительно катода, кВ 0,5 2,0 Ток электронного пучка, А 0.1 1,0 Ток потерь электронного пучка, мА< 0.1 Выделяемая мощность от накала катодов, Вт2×100 Максимальная мощность, выделяемая в коллекторах, кВт 2×2 Диаметр катода электронных пушек, см3,0 Продольное магнитное поле, Тл 0,1 2,0 Стабильность энергии электронного пучка1×10 -4

6 Генерация электронного пучка и рекуперация энергии Конструкция электронной пушки Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта

7 Распределение электрического поля на оси пушки для различных значений напряжения на управляющем электроде : U cath = -60 kV, U control =-41 kV, Uanod =0 kV, I = 1A, µP=0.38 Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта Генерация электронного пучка и рекуперация энергии

8 Эволюция поперечной температуры электронов вдоль оси электронного пучка на радиусе 0,65 см : 1 – B = 1 kGs; 2 – B = 2 kGs; 3 – B = 1.5 kGs Te(z) for B=0.1 T Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта Генерация электронного пучка и рекуперация энергии

9 Te(z) for B=0.1 T Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта Генерация электронного пучка и рекуперация энергии Конструкция коллектора

10 Анод Супрессор приемник магнитный экран Результаты расчета полей и траекторий электронов при входе в коллектор Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта Генерация электронного пучка и рекуперация энергии

11 Магнитный экран Соленоид Магнитный экран e-e- Моделирование магнитного поля Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта

12 Fig.1 Fig.2 C1 G1 C2 G2 Оптимум Распределение магнитного поля вдоль оси пушки катод см -1 Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта Моделирование магнитного поля

13 500 Steel screen Ф2100 Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта Моделирование магнитного поля

14 ПараметрыЗначение 1Рабочее напряжение генератора, МВ1÷2.5 2Максимальный рабочий ток генератора в режиме настройки, мА 1.0 3Максимальный ток генератора в рабочем режиме коллайдера, мА 0,2 4Флуктуации тока нагрузки1% 5Максимальная величина пульсаций напряжения (половина полного размаха) в рабочем режиме ΔЕ/E ± 1*10 -4 Параметры высоковольтного генератора Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта Высоковольтный генератор

15 Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта Принципиальная электрическая схема

16 Высоковольтный генератор Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта Компоновка основных элементов источника питания 2,5 МВ (а) и каскада конденсаторов (б)

17 1. Разработана концепция высоковольтного генератора. Начато его конструирование; 2. Проведено моделирование электрического и магнитных полей в СЭО; 3. Ведется проектирование: - электронной пушки и коллектора; - прямолинейного сверхпроводящего соленоида секции охлаждения и соленоидов обеспечивающих транспортировку электронного пучка; - системы передачи мощности на высокий потенциал. Яковенко Сергей, IX Международный семинар посвященный памяти В.П. Саранцева, сентября 2011, Алушта Заключение

18 Спасибо за внимание

19