Resumen de Collimation and beam loss studies in high-intensity synchrotrons
Las pérdidas de haz de partículas constituyen un factor limitante en la operación de cualquier acelerador de partículas de alta intensidad. El diseño del nuevo Sincrotrón de Protones del CERN (PS2), previsto para reemplazar el existente Sincrotrón de Protones (PS), ha seguido desde la primeras etapas un enfoque de minimización de las pérdidas de haz. Incluso en óptimas condiciones de operación del acelerador un cierto porcentaje de pérdidas son inevitables. Estas pérdidas de haz se producen lentamente y son causadas por diferentes procesos que en el PS2 son principalmente efectos de la carga espacial. Las partículas deben ser interceptadas de una forma controlada antes de que radioactiven y dañen imanes y otros elementos delicados en el acelerador. En la presente tesis, un sistema de colimación betatrónica en dos etapas es diseñado para el PS2 para proteger al acelerador frente a estas pérdidas. La última generación de códigos para el diseño de sistemas de colimación, Sixtrack+K2, son revisados y actualizados según las necesidades de PS2 incluyendo la dependencia en la energía de las rutinas simulando interacción de la partícula con la materia, definición de la apertura de los diferentes elementos del acelerador y producción de una versión de lentes delgadas del acelerador. La validación final del código, actualizada para el rango de decenas de GeV, se ha realizado mediante la simulación del perfil de pérdidas de haz medidas en el PS durante la extracción de transferencia continua. Este detallado modelo es utilizado para simular una nueva óptica concevida para disminuir las pérdidas fuera del tunel. Finalmente, la evalución de la eficiencia del sistema de colimación del PS2 es evaluada y optimizada con respecto de lo principales parámetros de diseño de la óptica. El límite de referencia de 1 W/m pérdidas promedio a lo largo del acelerador es respetado y la supervivencia de los colimadores primarios y secundarios es confirmada mediante simulaciones de deposición de energía.
