Beam diagnostics for linear accelerator of SKIF synchrotron light source

Abstract

As the injector of the new fourth-generation SKIF synchrotron light source at the BINP SB RAS (Novosibirsk, Russia), the linear accelerator will provide a 200 MeV electron beam. A precise measurement of the beam is very important for the control of the linac and even the entire light source. A set of diagnostic instruments for tuning the linac and measuring the beam parameters starting from the electron RF gun to the output of accelerator has been designed. The instrumentation should cover the dynamic diagnostic range of 0.6 to 200 MeV and a beam duration from the initial 100 ps to 3 ps at the output of the accelerator. The set includes eight fluorescent screens to measure beam transverse size, two Cherenkov probes and RF-cavity sensors to record beam duration, a dipole magnetic spectrometer to measure energy and energy spread, a Faraday cup (FC) and fast current transformers (FCTs) to measure beam charge current, and beam position monitors (BPMs) to check the beam position. This paper aims to give an overview of the beam instrumentation and briefly describes the design and parameters of each diagnostic system. The results of numerical and dynamics simulations of some of the instruments are briefed. Possible scenarios of linac tuning are discussed.

Results of manufacturing and operation of the first accelerating structures for the linear accelerator of the SKIF injector based on a disk-loaded waveguide

“…Figure 12 shows the beam energy spectrum measured with the spectrometer (a dipole magnet with built-in fluorescent screens). The energy was determined from the calibrated image of the beam on the fluorescent screens [9]. The achieved energy value corresponds to its calculated value at the given input power [6].…”

Measurement of the Parameters of the RF Gun of the Linear Accelerator of the Siberian Ring Source of Photons

“…Энергия пучка определялась с помощью магнитного корректора MG-LG.CK4 и люминофорного экрана BI-LG.PL2 (рис. 10), а энергетический разброс -с помощью дипольного магнитного спектрометра [2]. Аналогичным методом была измерена зависимость энергии пучка от ВЧ-мощности, приложенной к резонатору ВЧ-пушки.…”

“…Использовать магнитный спектрометр для измерения энергии не удалось, так как мы не могли корректно определить координату и угол влета пучка в спектрометр, что приводило к большой систематической ошибке. Спектрометр использовался для измерения энергического разброса с помощью коллимирования пучка на входе [2]. Полученная величина разброса равна E = 35 ± 7 кэВ (рис.…”

“…Черенковское излучение, вследствие этого, имеет широкое угловое распределение на выходе из радиатора (рис. 15) [2].…”

“…Эти же диагностические средства станут в дальнейшем штатными инструментами на установ- ке для ее настройки и эксплуатации в составе комплекса СКИФ. Более подробно с описанием всех диагностик пучка линейного ускорителя СКИФ можно познакомиться в [2].…”