Heavy ions beam axial injection tudy in a compact cyclotron
Étude de l'injection axiale d'un faisceau d'ions lourds dans un cyclotron compact
Résumé
The aim of the OAE and OAI projects developed at GANIL is respectively to increase the ''medium'' heavy ion energies to get 45 MeV/A beams up to Xenon, and to increase the beam intensities. This study deals with the injection stage of the second of these operations. In this new design, the ECR source potential is 100 kV to avoid losses due to space charge. The inflector used for the injection in the cyclotron NC01 is a spiral type with two parameters. The equations of motion are straighforward to obtain and numerical simulation programs have been developed. It is then possible to compute the transfer matrix of this inflector and to study the behavior of the beam inside it. It is necessary to introduce an electrostatic quadrupole after the inflector exit to realize a good matching to the cyclotron with the condition of always staying inside the inflector acceptance. For these matching conditions, the inflector transmission is increased if one introduces a rotation of the inflector exit face. It is then possible to transfer beams with the required emittances and intensities in the OAI project. The knowledge of the inflector characteristics makes it possible to design an axial injection line to obtain a matched beam
Le but des opérations OAE et OAI développées au GANIL est respectivement d'augmenter l’énergie des ions lourds de façon a délivrer des faisceaux de 45 MeV/A jusqu'au Xenon et d'en améliorer les intensités. Le travail retrace ici porte sur l’étage injecteur de la seconde de ces opérations. Dans cette configuration, une source ECR est portée a un potentiel de 100 kV afin d’éviter les pertes dues a la charge d'espace. L'inflecteur retenu pour réaliser l'injection dans le cyclotron NC01 est de type spiral a deux paramètres. Devant la difficulté de déterminer analytiquement les équations du mouvement, des programmes de simulation numérique ont été développés. Ces derniers permettent de calculer la matrice de transfert de cet inflecteur et d’étudier le comportement du faisceau a sa traversée. L'introduction d'un quadrupôle électrostatique en aval de l'inflecteur est nécessaire pour réaliser une bonne adaptation dans le cyclotron tout en restant dans l'acceptance de l'inflecteur. Pour les conditions d'adaptation retenues, la transmission de l'inflecteur est améliorée par l'introduction d'une rotation de sa face de sortie. Il est alors possible d'y transférer des faisceaux dont les émittances et les intensités sont celles envisagées dans le projet OAI. Connaissant les caractéristiques de l'inflecteur, la structure de la ligne d'injection axiale a pu être determinée afin de fournir un faisceau adapte
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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