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Stable acceleration of a LHe-Free Nb3Sn demo SRF e-linac

Ziqin Yang, Yuan He, Tiancai Jiang, Feng Bai, Fengfeng Wang, Guangze Jiang, Yimeng Chu, Hangxu Li, Weilong Chen, Bo Zhao, Zongheng Xue, Guozhen Sun, Shengxue Zhang, Hongming Xie, Yugang Zhao, Peng Zhang, Zheng Gao, Yaguang Li, Shaohua Lu, Pingran Xiong, Hao Guo, Lubei Liu, Yiheng Zhou, Yongqi Cheng, Mingbang Lv, Liepeng Sun, Guirong Huang, Zhijun Wang, Junhui Zhang, Yuxuan Huang, Junkui Xu, Tieming Zhu, Youxin Chen, Jiang Zhao, Menxing Xu, Teng Tan, Hongwei Zhao, Wenlong Zhan

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Le résumé fourni par la source

Abstract The design, construction, and commissioning of a novel liquid helium-free (LHe-free) Nb3Sn superconducting radio frequency (SRF) electron accelerator at the Institute of Modern Physics of the Chinese Academy of Sciences (IMP, CAS) will be presented. A 650 MHz 5-cell elliptical cavity was coated using the tin vapor diffusion method for electron beam acceleration. The cavity was slowly cooled down across 18 K with the high-precision collaborative control of ten individual GM cryocoolers. This process was accompanied by the characteristic magnetic flux expulsion of Nb3Sn films. Horizontal tests of the LHe-free cryomodule show stable operation in both continuous wave (CW) and pulse modes, with maximum peak electric fields (E pk) of 6.02 and 14.90 MV m−1, respectively. The Nb3Sn SRF electron accelerator achieved stable beam acceleration, reaching a maximum energy of 4.6 MeV with an average macropulse beam current exceeding 100 mA. Additionally, stable electron beam acceleration was achieved for the first time at a cavity temperature of 10 K. This pioneering achievement demonstrates a principal validation for the feasibility of applying Nb3Sn thin film SRF cavities in both large-scale scientific facilities and compact industrial accelerators. It also opens up possibilities for further upgrades in operating temperature, cooling methods, and refrigeration equipment for SRF accelerators.

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Le contrôle bibliographique ouvert

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Titre Crossref: Stable acceleration of a LHe-Free Nb<sub>3</sub>Sn demo SRF e-linac
Date Crossref: 11/12/2024
Éditeur: IOP Publishing
Type: journal-article

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Où se fait cette recherche

Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la notice
Organisme public
Ji Hua Laboratory pays non établi dans la notice
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Institute of Modern Physics pays non établi dans la notice
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University of Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la notice
Université ou école supérieure
Advanced Energy Science and Technology Guangdong Laboratory pays non établi dans la notice
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Université ou école supérieure

Chinese Academy of Sciences, Ji Hua Laboratory et Institute of Modern Physics, avec 3 autres affiliations.

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