Performance of the CERN PSB at 160 MeV with H- charge exchange injection
Description
As part of the LHC Injectors Upgrade Project, the CERN PS Booster (PSB) will be upgraded with a H- charge exchange injection system and its injection energy will be raised from 50 MeV to 160 MeV to obtain the beam brightness required for the LHC High-Luminosity Upgrade. Space charge effects like beam losses and transverse emittance blow-up at injection are expected to be the main limitations towards the achievement of the required high brightness. Studies of beam dynamics in presence of space charge in order to evaluate the performances of the PSB after the Upgrade have been performed. The first part of the work consists of measurements in the present machine, to study the effects of space charge and its interplay with resonances and to have a good set of data for code benchmarking. The code chosen for the beam tracking in presence of space charge is PTC-Orbit (and PyOrbit). Necessary numerical convergence studies are presented together with a benchmark with the PSB measurements. Once assessed the code and its limitations, predictions for the 160 MeV injection with high-brightness beams are delivered in terms of beam losses and emittance blow-up. These studies include the optimization of the working-point, resonance compensation and/or chromaticity correction taking into account the expected magnetic errors in the machine. (author)
Abstract (French)
Dans le cadre du projet LIU, qui vise a augmenter la puissance des injecteurs du LHC, le CERN PS Booster (PSB) sera mis a jour avec un systeme d'injection d'echange de charge H- et son energie d'injection sera portee de 50 MeV a 160 MeV pour obtenir la luminosite du faisceau necessaire pour le LHC High-Luminosity Upgrade. Effets de charge d'espace comme pertes de faisceau et increment d'emittance transversale a l'injection vont etre les principales limites vers la realisation de la haute brillance souhaitee. Des etudes sur la dynamique du faisceau en presence de charge d'espace afin d'evaluer les performances du PSB apres la mise a niveau ont ete effectuees. La premiere partie du travail consiste a des mesures dans la presente machine, pour etudier les effets de charge d'espace et son interaction avec les resonances et d'avoir un ensemble de donnees pour le code benchmarking. Le code choisi pour le suivi du faisceau en presence de charge d'espace est PTC-Orbit (et Py- Orbit). Les etudes de convergence numeriques necessaires sont presentees conjointement avec les etudes de la comparaison des simulations avec les mesures dans la machine. Une fois evalue le code et ses limites, les previsions pour l'injection dans le PSB a 160 MeV avec des faisceaux de luminosite eleve sont livres en termes de pertes de faisceau et increment d'emittance. Ces etudes comprennent l'optimisation du point de fonctionnement, la compensation des resonances et/ou la correction de chromaticite en tenant compte des erreurs magnetiques attendus dans la machine. (auteur)
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Additional details
Additional titles
- Original title (English)
- Performance du CERN PSB avec injection basee sur echange de charge H- a 160 MeV
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 192 p.
- Report number
- FRNC-TH--14041
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 54039683
- Subject category
- S43: PARTICLE ACCELERATORS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- BEAM DYNAMICS; BEAM INJECTION; CERN LHC; COMPUTERIZED SIMULATION; P CODES; PARTICLE BOOSTERS; SPACE CHARGE
- Descriptors DEC
- ACCELERATORS; COMPUTER CODES; CYCLIC ACCELERATORS; DYNAMICS; MECHANICS; SIMULATION; STORAGE RINGS; SYNCHROTRONS
Optional Information
- Notes
- 88 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses