CERN大型强子对撞机中标准和晶体辅助重离子束流放置研究
摘要：LHC 强子对撞机在与 $^{208}$Pb$^{82+}$ 束流一起进入高亮度量能时代（2023 年）时，束流强度将会显著增加。预计每个束流的储存能量将超过20兆焦耳。LHC 配备有一套贝塔儿对冲系 统，它可以拦截横向束流晕轮并保护超导磁铁等敏感设备免受束流损失的影响。然而，在冷却器中，$^{208}$Pb$^{82+}$ 离子的核裂变和电磁解离会产生一系列次级碎片，这些碎片会在下游的抑制和弯 曲区重点关注的单元中丢失。这些次级离子可能会在即将进行的实验中限制性能，因为它们可能导致磁体急停。为了减轻这个风险，我们将在未来的重离子运行中使用一种基于弯曲晶体的替代对冲技术。本文通过跟踪和FLUKA淋浴模拟来研究超导磁体中的功率沉积，比较标准对冲系统和基于晶体的对冲系统。为了量化模拟模型的预测能力，我们对2018年6.37 TeV的$^{208}$Pb$^{82+}$ 实验的束流损失监测器测量结果进行了绝对基准测试。这些基准测试涵盖了从主要对撞器到第一个弯曲区的几百米的束线。基于这些研究，我们对离子裂变和漏失到冷态磁体的情况进行了详细分析，并量化了未来 $^{208}$Pb$^{82+}$ 实验中预期的急停余量。
作者：J.B. Potoine, R. Bruce, R. Cai, F. Cerutti, M. D'Andrea, L. Esposito, P.D. Hermes, A. Lechner, D. Mirarchi, S. Redaelli, V. Rodin, F. Salvat Pujo, P. Schoofs, A. Waets, F. Wrobel
论文ID：2304.03628
分类：Accelerator Physics
分类简称：physics.acc-ph
提交时间：2023-04-10