Transcript π - ILC at KEK

STF B.L.C. #2 fourth Vertical Test Summary
Period : 2007/01/17~01/19
Contents :
▪ Q0-Eacc Curve @ 2K&4K
▪ Q0&Eacc Time Profile @ 2K&4K
▪ Summary of RF Conditioning
▪ Eacc (on axis) per Cell
▪ About the Signal from the Sensors
▪ Heating Spot Search @ 2K
▪ X-ray Emission Search @ 2K
▪ Temp. Mapping & X-ray Mapping
▪ Summary
2007/01/26 Kirk
Q0-Eacc Curve @ 2K for this measurement
π mode only !
最初の測定
２回目の測定
20.6MV/m
18.7MV/m
最初の測定ではQ0>1010を保っていたが、最初の測定の最大フィールドでのconditioning中に
Q0の低下が起こり、以後回復しなくなった。（プロセシングが悪い方へ働いたか？）
２日目はフィールドがやや伸びたが、これはQtの値が16％増加した(2.15→2.51x1011)こと
によるものである。8π/9モードでのQtは2日間ともに変化は無かった。
少なくとも測定系に問題は無いようなので、2日目の最大フィールドを採用することにした。
πモードの測定中に他のモードへの励起(another excitation)は今回は観測されなかった。
放射線量は#1空洞よりは少なかった。
Q0-Eacc Curve @ 2K&4K for all measurements
π mode only !
6.4MV/m
14.1MV/m
6.6MV/m
5.7MV/m
6.7MV/m
21.5MV/m
20.5MV/m
19.1MV/m
20.6MV/m
18.7MV/m
19.3MV/m
2Kでのフィールドは、2回目の縦測定以降ほとんど伸びていないことがわかる。
6/23の測定が最良の結果であった。
4Kでのフィールドは、測定の度に徐々に低下していることがわかる。
これは#1空洞の傾向と同様である。
Q0-Eacc Curve @ 2K for all Pass-bands
1/19
1/18
26.2MV/m
20.6MV/m
25.3MV/m
22.7MV/m
25.7MV/m
18.7MV/m
22.3MV/m
14.2MV/m
19.6MV/m
πモードと8π/9モードは2日間ともに測定している。
πモードはフィールドが増加したが、 8π/9モードは変わらなかった。
Q0&Eacc time profile @ 4K
Q0&Eacc time profile @ 2K
π
π
6π/9
8π/9
5π/9
π
4π/9
3π/9
8π/9
7π/9
途中で低下してしまった。
8π/9は２日間とも変化なし
π
Summary of RF Conditioning
date
π mode only [h:m]
Temp. [K]
Total time [h:m]
Max. Eacc [MV/m]
1/17
4
0:24
1/18
2
5:13
2:02
18.7
1/19
2
3:57
0:54
20.6
5.7
2:56 (π mode only) @2K
Eacc (on axis) per Cell
2日間のRF Conditioningによる最大値を取っている。
cell
π
8π/9
7π/9
6π/9
5π/9
4π/9
3π/9
1&9
20.6
22.7
26.2
25.3
25.7
19.6
14.2
2&8
20.6
20.2
13.9
0.
17.5
25.7
28.4
3&7
20.6
15.0
5.2
25.3
30.4
11.2
14.2
4&6
20.6
8.4
20.2
25.3
5.2
28.5
14.2
5
20.6
0.
28.0
0.
32.7
0.
28.4
unit : [MV/m]
#2空洞のEacc (on axis) per cellの変遷
2回目
3回目
4回目
９セルの平均値
cell
π
8π/9
7π/9
1&9
21.5
20.6
21.5
15.5
2&8
21.5
18.3
11.4
10.5
3&7
21.5
13.6
4.3
18.3
4&6
21.5
7.6
16.6
3.1
5
21.5
0.
23.0
19.7
cell
π
8π/9
7π/9
6π/9
1&9
19.3
18.9
19.1
2&8
19.3
16.8
3&7
19.3
4&6
6π/9
5π/9
4π/9
3π/9
5π/9
4π/9
3π/9
18.1
15.5
18.5
17.1
10.1
0.
10.6
24.2
34.2
12.5
3.8
18.1
18.3
10.5
17.1
19.3
7.0
14.7
18.1
3.1
26.8
17.1
5
19.3
0.
20.4
0.
19.7
0.
34.2
cell
π
8π/9
7π/9
6π/9
5π/9
4π/9
3π/9
1&9
20.6
22.7
26.2
25.3
25.7
19.6
14.2
2&8
20.6
20.2
13.9
0.
17.5
25.7
28.4
3&7
20.6
15.0
5.2
25.3
30.4
11.2
14.2
4&6
20.6
8.4
20.2
25.3
5.2
28.5
14.2
5
20.6
0.
28.0
0.
32.7
0.
28.4
unit : [MV/m]
セル間に個性が無いとした時の各測定の平均フィールドは
徐々に増加傾向にあるため、研磨の効果はあると言える。
4空洞のフィールド分布(πモード)
4台の総和
測定回数：4回
全測定回数：12回
HOMカプラでの発熱が観測された
測定回数：4回
HPRのみ
測定回数：2回
測定回数：2回
#1と#2空洞の最初の測定ではHOMカプラでの発熱があり、
それが原因でリミットされていたため区別して考える必要がある。
また、#2空洞の1回目と2回目の測定の間では単にHPRのみを
行っただけでEPは行っていないことも附記しておく。
センサーからのデータ
カーボン抵抗もPINダイオードもチャンネル数は前回から変わっていない。
空洞への取り付け箇所も同じである。
HOMカプラには4つ使用している。
しかし、HOM#2の溶接部の抵抗は断線していた。
また、#8セルの右側の抵抗は前回の測定で断線の疑いがあり今回これを修復したが、
実は端子台の方に問題があることが判明した（導通していた）。
カーボン抵抗でノイズを受けているチャンネルは前回と同じ場所（ケーブル）であった。
ただし、今回はそれほどひどい影響は受けていない。
温度測定のsampling timeは前回の0.2secから0.1sec（最速）に変更した。
クエンチと同時に温度上昇が起こることから、これをより確実に捉えるため速めた。
PINダイオード用のデータロガーは、今回KEYENCEのNR-1000に変更したため、
以前と同様にノイズレベルは小さくなった。
やはりデータロガーの仕様に因るものであったことが判明した。
センサーの信号の有意性について
今回のcriterionも前回と同様である。
• クエンチと同期がとれているか？
（温度データ）
• フィールドが増加するにつれて信号も増加しているか？
（X線データ）
• PINダイオード出力はペデスタルの幅は小さくなったが、現時点で
はビーム軸上にあるPINダイオードからも同時にX線が検出されて
いるかを判断基準とする。
(X線データ)
• ペデスタルがノイズの影響を受けていないか？（共通）
具体的には、ノイズの影響を受けている6個のカーボン抵抗からのデータは
信頼性に欠けるものとみなす。
(HOM#1付け根、#1セル正面、#9セル右と左、ヘリウム温度#2と#3)
PINダイオードについては#4セルの右側だけがノイズの影響を大きく受けていた
ため今回は除外した。
Heating at Cell #1 ① (1/18)
π
π
8π/9
7π/9 6π/9
5π/9
正面(unreliable)
右
次ページ
奥
左
正面右
次々ページ
Heating at Cell #1 ② (1/18)
π
フィールドとの相関
(unreliable)
Heating at Cell #1 ③ (1/18)
7π/9
6π/9
5π/9
フィールドとの相関
(unreliable)
Heating at Cell #2 ① (1/18)
π
π
8π/9
7π/9 6π/9
5π/9
正面
右
次ページ
次々ページ
奥
左
正面右
2回目のπモード測定の時は発熱が無いように見えるが拡大してみると発熱していることがわかる。
Heating at Cell #2 ② (1/18)
π
フィールドとの相関
Heating at Cell #2 ③ (1/18)
π
フィールドとの相関
Heating at Cell #2 ④ (1/19)
２日目
π
π
結局最後まで発熱が残っていたのは
#2セルの左側であった。
Heating at Cell #2 ⑤ (1/19)
２日目
π
Heating at Cell #4 ① (1/18)
π
π
8π/9
7π/9 6π/9
5π/9
正面(unreliable)
右
次ページ
奥
左
次々々ページ
正面右
次々ページ
Heating at Cell #4 ② (1/18)
π
Heating at Cell #4 ③ (1/18)
7π/9
Heating at Cell #4 ④ (1/18)
6π/9
Heating at Cell #9 ① (1/18)
π
π
8π/9
7π/9 6π/9
5π/9
正面
右(unreliable)
奥
左(unreliable)
正面右
次ページ
次々ページ
次々々ページ
Heating at Cell #9 ② (1/18)
8π/9
フィールドとの相関
正面
右(unreliable)
奥
左(unreliable)
正面右
Heating at Cell #9 ③ (1/18)
6π/9
フィールドとの相関
正面
右(unreliable)
奥
左(unreliable)
正面右
Heating at Cell #9 ④ (1/18)
5π/9
フィールドとの相関
正面
右(unreliable)
奥
左(unreliable)
正面右
同じセル内でも毎回同じ場所が発熱するわけではない
ということが、このデータからわかる。
ある時には奥が発熱しているが、
別の時は正面右に発熱が移っている。
X-ray Emission on Beam Axis ① (1/18)
π
π
8π/9
7π/9 6π/9
5π/9
上のビーム軸上
(A.P.D.)
下のビーム軸上
(PIN D.)
この２つは互いに2cm程度
離れて取り付けられている。
下のビーム軸上
(PIN D.)
隣同士でもモードによって検出したりしなかったりする。
X-ray Emission on Beam Axis ② (1/18)
π
フィールドとの相関
上のビーム軸上
(A.P.D.)
下のビーム軸上
(PIN D.)
下のビーム軸上
(PIN D.)
１回目のπモード測定中に一度パワーを落としたところ
Q0が低下してしまった。
これと同期して放射線量も増加していった。
以後、 Q0の低下は回復しなかった。
X-ray Emission on Beam Axis ③ (1/18)
π
フィールドとの相関
上のビーム軸上
(A.P.D.)
下のビーム軸上
(PIN D.)
下のビーム軸上
(PIN D.)
２回目のπモード測定中の様子
X-ray Emission on Beam Axis ④ (1/18)
8π/9
フィールドとの相関
上のビーム軸上
(A.P.D.)
下のビーム軸上
(PIN D.)
下のビーム軸上
(PIN D.)
8π/9モード測定中の様子
X-ray Emission on Beam Axis ⑤ (1/18)
5π/9
フィールドとの相関
上のビーム軸上
(A.P.D.)
下のビーム軸上
(PIN D.)
下のビーム軸上
(PIN D.)
5π/9モード測定中の様子
X-ray Emission on Beam Axis ⑥ (1/19)
π
8π/9
4π/9
3π/9
π
上のビーム軸上
(A.P.D.)
下のビーム軸上
(PIN D.)
この２つは互いに2cm程度
離れて取り付けられている。
下のビーム軸上
(PIN D.)
隣同士でもモードによって検出したりしなかったりする。
X-ray Emission on Cell ① (1/18)
PINダイオードからの信号は全セルから検出されているため代表して#1と#9セルを比較してみる。
π
π
8π/9
7π/9 6π/9
5π/9
X-ray Emission on Cell ② (1/19)
PINダイオードからの信号は全セルから検出されているため代表して#1と#9セルを比較してみる。
π
8π/9
4π/9
3π/9
π
全体的に空洞の上部よりも下部からの放射が強いようである。
温度とX線のマッピング(πモード)
Eacc=20.6MV/m
左
Eacc=20.6MV/m
正面
奥 正面右
右
左
正面
ビーム軸上
奥
右
Summary of sensor data
• １回目のπモード測定時に多くの場所に発熱が見られた。
発熱箇所は#1、#2、#3、#4、#5の５セルで、一度にこれほど多くの場所が発熱していたのは
観測史上初めてである。
プロセスが終了した後、一度パワーを落として再び上げてみたところQ0の低下が起こった。
それと同時に放射線量がそれまでの数倍に跳ね上がり、 Q0はこれ以降回復しなかった。
πモードで最後まで残った発熱箇所は#2セルの左側であった。
• 5π/9、6π/9、7π/9、8π/9モード時に#9セルの奥に発熱が観測された。
これらはいずれもエンドセルに23MV/m以上のフィールドが立つモードである。
クエンチと同期して発熱するのは#9セルであるが、その前に発熱するのは#1セルであった。
同じエンドセルでありながら、フィールドレベルが若干異なるようである。
• 1回目のπモード測定時の途中から放射線量が一気に跳ね上がった。
これは線量計の値でも、PINダイオードのデータからも裏付けられている。
しかし、前回行った#1空洞の放射線量に比べるとずっと少なかった。
低感度の線量計がサチることも、PINダイオード出力がサチることもなかった。
空洞の上部よりも下部からの放射が強い傾向にあった。
• 8π/9とπモードの測定中に全セルのPINダイオードから信号が検出された。
今回はノイズの影響が無かったため、はっきり観測できた。
以上のことから空洞内は相当汚れており、
またプロセシングの効果は悪い方向へ働いたものと考えられる。
Summary
• #2空洞の4回目の縦測定の最大加速電場は、20.6[MV/m]でリミットした。
2日目はπモードでのQtが16%増加した。
他のモードの励起は観測されなかった。放射線量も#1空洞の時ほど多くなかった。
2回目の測定以降、到達フィールドに大きな進展はない。
• セル平均のフィールドは前回の縦測定よりも増加していた。
• πモード時に#2セルの左側に発熱が見られた。
今回のフィールドリミットの原因と思われる。
• １回目のπモード測定中にプロセシングが悪い方へ効いてしまいQ0が低下
してしまった。それと同時に放射線量が数倍に増加した。
• 前回の報告で温度マッピングを導入したが、今回からX線マッピングも導入
した。