Transcript 4π/9 - ILC at KEK

STF B.L. #5
rd
3
Vertical Test Summary
~High-light~
Period : 2009/4/15~4/17
Contents :
▪ Experimental Log
▪ Q0-Eacc curve @ 2K&4K
▪ Comparison of every Q0-Eacc curve
▪ Radiation Level
▪ T-mapping Results
▪ Eacc @each cell
▪ X-ray Monitor & other Results
▪ Summary
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
1
Kirk
Experimental Log
4/15 (Wed)
10:30
B.L. #5空洞をクライオスタットへ移動
空洞に近いメタルバルブからリークがあったため交換する必要。
4/16 (Thu)
11:55
19:20
ヘリウムトランスファー開始
トランスファー終了（１本目デュワー空）
パスバンド(TM010)モード周波数のみ測定する
9:15
9:42
10:08
4.2K測定開始
4.2K測定終了 (Eacc, max=8.3MV/m)
ヘリウムトランスファー @4.2K
圧がかかり過ぎて天板が浮き、Ｏリングが一部外れてしまった。バールで持ち上げて元に戻す。
12:50
14:15
16:22
19:13
減圧開始
ヘリウムトランスファー @2.39K
減圧再開
πモード測定 (Eacc, max=27.2MV/m)
いろいろあったので通常よりも測定時間が長かった。
21:30
22:13
22:35
23:00
23:20
23:44
4/17 (Fri)
0:02
0:55
8π/9モード測定
7π/9モード測定
6π/9モード測定
5π/9モード測定
4π/9モード測定
3π/9モード測定
(Eacc, max=34.9MV/m)
(Eacc, max=26.0MV/m)
(Eacc, max=31.2MV/m)
(Eacc, max=21.5MV/m)
(Eacc, max=20.9MV/m)
(Eacc, max=14.1MV/m)
πモード測定 (Eacc, max=27.1MV/m)
終了＆散開
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
2
Q0-Eacc Curve for STF B.L. #5 @1.7K & 4.2K
27.2MV/m(1回目)
Quench by Cell #5 heating
27.1MV/m(2回目)
Quench by Cell #5 heating
8π/9
π
8.3MV/m
最初のフィールドまで回復した。
#5セルの発熱によりリミットされた。
Field emissionのレベルは低い。
が、8π/9が出現する。
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
3
Q0-Eacc Curve for STF B.L. #5 @1.7K & 4.2K
それらしい点のみプロットする。
27.2MV/m(1回目)
Quench by Cell #5 heating
Qt = 2.46 x 1011 → 2.23 x 1011
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
幻か？
(31.1MV/m)
27.1MV/m(2回目)
Quench by Cell #5 heating
4
3回の縦測定の結果の比較
heating @Cell #5
heating @Cell #8
heating @Cell #5
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
5
7 pass-band modes measurement
?
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
6
Comparison of 6 pass-band modes measurement ①
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
7
Comparison of 6 pass-band modes measurement ②
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
8
Comparison of 6 pass-band modes measurement ③
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
9
3回の縦測定でのセル毎の最大到達フィールドの比較
7π/9では#5セルが発熱していた。
#5セルに30MV/mぐらいのフィールドが
立つと発熱が起こる。
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
10
Radiation Level in π mode measurement @2K
1回目の途中で一度プロセスした。
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
11
3回の縦測定での放射線量の比較
同じフィールドで比較した場合の放射線量は徐々に減少している。
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
12
Summary of pass-band mode excitation
測定日
空洞名
測定モード
出現したモード
当時の状況
発熱セル
2008/10/8
AES#1
4π/9
π/9
2008/12/18
MHI#6
6π/9
π/9, 2π/9, 3π/9
放射線無し
#7
2009/1/22
MHI#6
6π/9
3π/9
ある程度成長するとそこで
定常的になる
? (No T-map)
2009/2/26
MHI#5
6π/9
π/9, 2π/9, 3π/9
#6
4π/9
π/9
#8
π
8π/9
#5
6π/9
4π/9
一瞬出ていた
#6
4π/9
5π/9, π
出たり出なかったりする
#6
2009/4/16
MHI#5
? (Power limit)
4π/9と6π/9は出やすいモードのようである。
πモードでの出現は、STFに移って以降今回が初めてである。
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
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electron activity @4.2K
Eacc = 6.0MV/m
Eacc = 7.0MV/m
いずれも単発で終わる。
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
14
electron activity @2.0K
Eacc = 13.2MV/m
Eacc = 16.2MV/m
8π/9が出現していた。
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
15
electron activity @8π/9 mode
Eacc = 34.5MV/m
Eacc = 34.5MV/m
数秒から十秒程度出続ける
Eacc = 34.0MV/m
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
16
オシロの波形 @8π/9 excitation
Eacc = 31.1MV/m (?)
Eacc = 28.6MV/m (?)
T = 1.27μsec
Δf = 788kHz (spectrum analyzerより)
Eacc = 28.8MV/m (?)
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
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反応していた抵抗の番号
π
Cell #1 (45,56)
Cell #2 (35,46,55,57,68,87)
Cell #3 (25,36,47,58)
Cell #4 (37,48)
Cell #5 (60,71,82,159,200,239,240,243)
HOM #1 (43,44), HOM #2 (98,99), Probe (152)
8π/9
Cell #3 (3,32,47,58,69,80,135,146,157,185,189,232)
7π/9
Cell #5 (71,82,159,239,240,243)
6π/9
Cell #1 (1,10,12,89,109,110,111,166)
Cell #3 (3,32,36,47,58,69,102,113,124,131,132,146,184,185,186,188,189,232,273,276,277)
Cell #6 (6,116,127,138,142,275)
5π/9
Cell #1 (109,110,166)
Cell #2 (21)
Cell #5 (71,82,159,239,240,243)
Cell #9 (86,119,141)
4π/9
Cell #1 (56,109,110,166)
Cell #2 (21)
Cell #6 (6,17,127,142,275)
Cell #9 (9,31,42,53,108,119,130,141,174,217)
3π/9
Cell #5 (71,82,159,239,240,243)
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
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Heating @Cell #5, 6 during every mode
#5セルの発熱
π
#6セルの発熱
8π/9
6π/9 4π/9
7π/9 5π/9
3π/9
π
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
6π/9 4π/9
19
Heating @Cell #5 during 1st & 2nd π mode
π
π
最後はどこにも反応が無い
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
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T-Mapping for every mode
Equator of #1 Cell
πモード時に現れる#5セルの発熱は３回の縦測定とも
同じ場所であった。
また、#6セルの発熱箇所も前回と同様であった。
#239
#71
π,
#240
#82
#159 Equator of #5 Cell
#243
7π/9, 5π/9, 3π/9 #275 #6
#127 #142
4π/9, 6π/9
Equator of #9 Cell
Input Coupler Port
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
21
発熱箇所の変遷
1st V.T. @2008/12/4
2nd V.T. @2009/2/26
3rd V.T. @2009/4/16
5π/9
π, 7π/9, 5π/9, 3π/9
7π/9
π, 3π/9
4π/9
6π/9
4π/9, 6π/9
π, 8π/9, 4π/9, 3π/9
pre-Ep : 5μm
EP1 : 100μm
EP2 : 50μm
EP2
: 50μm
EP2
: 20μm
200μm以上研磨しているにも関わらずなお残っている物とは何か？
しかも、光学カメラでは何も観測されないものとは…
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
22
Heating @Cell #3 during every mode
全体
π
8π/9 mode
8π/9
6π/9 4π/9
7π/9 5π/9
3π/9
π
8π/9
STF Baseline Cavity Meeting
23
(2009/4/27)
8π/9の最後はクエンチしているが、どこで発熱していたか不明。捕らえられなかった初のケースである。
T-mappingの結果
•π
• #5セルで発熱あり
• 8π/9の3モード出現(over coupleにして対処)
• 8π/9
• #3セルで発熱あり（ただし、プロセスされた）
• 7π/9
• #5セルで発熱あり
• 6π/9
• #6セルで発熱あり
• 4π/9の3モード出現(正確なクエンチフィールドは不明)
• 5π/9
• #5セルで発熱あり
• 4π/9
• #6セルで発熱あり
• π, 5π/9モード出現(正確なクエンチフィールドは不明)
• 3π/9
• #5セルで発熱あり
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
24
Eacc (on axis) per Cell
unit : [MV/m]
cell
π
8π/9
7π/9
6π/9
5π/9
4π/9
3π/9
Eacc, max
1&9
27.1
34.9
26.0
31.2
21.5
20.9
14.1
34.9
2&8
27.1
31.0
13.8
0.0
14.7
27.3
28.1
31.0
3&7
27.1
23.0
5.2
31.2
25.4
11.9
14.1
31.2
4&6
27.1
12.9
20.0
31.2
4.3
30.2
14.1
31.2
5
27.1
0.0
27.8
0.0
27.4
0.0
28.1
28.1
limiting
cause
#5 cell
heating
(Quenchで
終わるが、
最後に発
熱していた
場所は不
明)
No heating
(Quenchで
終わる
発熱場所
は不明)
another
pass-band
8π/9出現
#5 cell
heating
#6 cell
heating
#5 cell
heating
4π/9出現
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
#6 cell
heating
#5 cell
heating
π,5π/9出
現
25
Summary of T-mapping result at STF
cavity
# of V.T.
Eacc, max [MV/m]
heating cell
@π mode
cause of limitation
for π mode
heating cell @other
pass-band modes
radiation level
@Eacc, max[μSv/h]
AES#001
2nd
15.7
#3
defect
#3@5, 6, 8π/9
464
AES#001
3rd
21.8
#3
defect
#5 & #8@3π/9
#3@5, 6, 8π/9
>1000
MHI#5
1st
27.3
#5
field emission
#5@3π/9
#1 & #9@4π/9
>1000
MHI#5
2nd
19.7
#8
defect or
contamination
#8@3, 4, 8π/9
#3@5π/9
#1 & #6@6π/9
#5@7π/9
143
MHI#5
3rd
27.1
#5
defect or
contamination
#5@3, 5, 7π/9
#6@4, 6π/9
303
MHI#6
1st
25.7
#7
field emission
#5@3π/9
>1000
MHI#6
4th
19.6
#9
multipacting
(?)
#5@3π/9
#9@4~8π/9
0
T-mapping system at STF detected the heating cell for every V.T.s!
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
26
X線の振る舞い (上下の軸上の比較)
最初のπモードの時だけ出ていただけで、
後はほとんど出てきていない。
放射線量はこれまでと比べると非常に
少なかったと言える。
8π/9
π
6π/9
π
5π/9
4π/9
7π/9
3π/9
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
27
その他のモニターデータ①
8π/9
π
6π/9
4π/9
7π/9
5π/9 3π/9
π
8π/9
π
6π/9 4π/9
π
7π/9 5π/9 3π/9
正しい信号が読めていない
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
28
その他のモニターデータ②
8π/9
π
6π/9
5π/9
4π/9
7π/9
3π/9
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
π
29
Summary
 STF B.L.#5空洞の3回目の縦測定を行い、到達フィールドが
27.1MV/mに回復した。
 πモードのフィールドは#5セルの発熱によって制限された。
 ３回とも同じ場所である。この場所は200μm以上研磨している。
 4π/9と6π/9モードで#6セルに発熱が観測された。
 前回も同じ場所が発熱していた。
 ただし、別なモードも出現している。
 πモードのセルでの放射線量は1回目の途中で大幅に低下した。
 別なパスバンドの励起は4π/9と6π/9で観測された。
 この二つのモードで出現する確率が高い。なにか理由があるのか？
 Q0およびQtが低下する現象は今回も確認された。
 Q0に関しては１回目の途中から変化が止まっているようである。
STF Baseline Cavity Meeting
(2009/4/27)
30