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Pushing the space charge limit: electron lenses in high-intensity synchrotrons?

Stem, William D. ; Boine-Frankenheim, Oliver (2024)
Pushing the space charge limit: electron lenses in high-intensity synchrotrons?
In: Journal of Physics: Conference Series, 2017, 874 (1)
doi: 10.26083/tuprints-00020911
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

Several accelerator projects require an increase in the number of particles per bunch, which is constrained by the space charge limit. Above this limit the transverse space charge force in combination with the lattice structure causes beam quality degradation and beam loss. Proposed devices to mitigate this beam loss in ion beams are electron lenses. An electron lens imparts a nonlinear, localized focusing kick to counteract the (global) space-charge forces in the primary beam. This effort is met with many challenges, including a reduced dynamic aperture (DA), resonance crossing, and beam-beam alignment. This contribution provides a detailed study of idealized electron lens use in high-intensity particle accelerators, including a comparison between analytical calculations and pyORBIT particle-in-cell (PIC) simulations.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2024
Autor(en): Stem, William D. ; Boine-Frankenheim, Oliver
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Pushing the space charge limit: electron lenses in high-intensity synchrotrons?
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 7 Mai 2024
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2017
Ort der Erstveröffentlichung: Bristol
Verlag: IOP Publishing
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Journal of Physics: Conference Series
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 874
(Heft-)Nummer: 1
Kollation: 6 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00020911
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/20911
Zugehörige Links:
Herkunft: Zweitveröffentlichung DeepGreen
Kurzbeschreibung (Abstract):

Several accelerator projects require an increase in the number of particles per bunch, which is constrained by the space charge limit. Above this limit the transverse space charge force in combination with the lattice structure causes beam quality degradation and beam loss. Proposed devices to mitigate this beam loss in ion beams are electron lenses. An electron lens imparts a nonlinear, localized focusing kick to counteract the (global) space-charge forces in the primary beam. This effort is met with many challenges, including a reduced dynamic aperture (DA), resonance crossing, and beam-beam alignment. This contribution provides a detailed study of idealized electron lens use in high-intensity particle accelerators, including a comparison between analytical calculations and pyORBIT particle-in-cell (PIC) simulations.

ID-Nummer: Artikel-ID: 012064
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-209111
Zusätzliche Informationen:

8th International Particle Accelerator Conference 14–19 May 2017, Copenhagen, Denmark

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Teilchenbeschleunigung und Theorie Elektromagnetische Felder
Hinterlegungsdatum: 07 Mai 2024 13:45
Letzte Änderung: 13 Mai 2024 07:55
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