A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | AA | |
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1 | ESSnuSB accumulator ring parameter list | ||||||||||||||||||||||||||

2 | Last updated by Maja Olvegård, 2019-09-13 | ||||||||||||||||||||||||||

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4 | Parameter | Unit | Value | Comment | |||||||||||||||||||||||

5 | |||||||||||||||||||||||||||

6 | Beam parameters, incoming | ||||||||||||||||||||||||||

7 | Kinetic energy | GeV | 2.5 | ||||||||||||||||||||||||

8 | Momentum | GeV/c | 3.308 | ||||||||||||||||||||||||

9 | Relativistic Lorentz factor | - | 3.664 | ||||||||||||||||||||||||

10 | Relativistic speed | c | 0.962 | ||||||||||||||||||||||||

11 | Magnetic rigidity | Tm | 11.03 | ||||||||||||||||||||||||

12 | Transverse emittance, rms normalized | π mm mrad | 0.35 | ||||||||||||||||||||||||

13 | Energy spread | ||||||||||||||||||||||||||

14 | |||||||||||||||||||||||||||

15 | Average macro-pulse current (protons for neutrons) | mA | 50 | No injection or extraction gaps in this pulse. | |||||||||||||||||||||||

16 | Macro-pulse duration (protons for neutrons) | µs | 2860 | Maximum possible macro-pulse duration is ~2900 µs | |||||||||||||||||||||||

17 | Bunch frequency | MHz | 352.2 | RF frequency in linac is 352.2 MHz (up to spoke section) and 704.4 MHz (elliptical section). | |||||||||||||||||||||||

18 | Number of particles per macropulse | # | 8.93E+14 | ||||||||||||||||||||||||

19 | Number of batches | # | 4 | Each linac macro-pulse is split into 4 batches. Each batch is accumulated separately. | |||||||||||||||||||||||

20 | Number of particles per batch | # | 2.23E+14 | This is the batch intensity for all pulsing schemes. | |||||||||||||||||||||||

21 | Chopping factor | ||||||||||||||||||||||||||

22 | |||||||||||||||||||||||||||

23 | Accumulator ring | ||||||||||||||||||||||||||

24 | Circumference | m | 384 | more precise: 384.0134 m | |||||||||||||||||||||||

25 | Arc length | m | 40 | ||||||||||||||||||||||||

26 | Length of straight sections | m | 56 | ||||||||||||||||||||||||

27 | Revolution time | µs | 1.331 | ||||||||||||||||||||||||

28 | Extraction gap duration, at the time of injection | µs | 0.133 | Gap for ramping the extraction kickers, generated in the linac. Duration corresponds to 10% of revolution time. | |||||||||||||||||||||||

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30 | Pulsing scheme A, BASELINE | ||||||||||||||||||||||||||

31 | Linac pulsing frequency | Hz | 28 | ||||||||||||||||||||||||

32 | Batch frequency | Hz | 1351.35 | ||||||||||||||||||||||||

33 | Micro-bunch frequency | MHz | 352.20 | ||||||||||||||||||||||||

34 | Micro-bunch intensity | # | 1.10E+9 | ||||||||||||||||||||||||

35 | Injection gap duration | µs | 100 | This is the gap between the batches/fills. | |||||||||||||||||||||||

36 | Batch duration | µs | 640 | ||||||||||||||||||||||||

37 | H- beam current in linac | mA | 62.07 | Nominal linac current increased to compensate for 10% injection gaps and ~10% extraction gap. | |||||||||||||||||||||||

38 | Number of injected turns | # | 481 | ||||||||||||||||||||||||

39 | Number of particles per injected turn | # | 4.64E+11 | ||||||||||||||||||||||||

40 | Beam current at extraction | A | 29.83 | ||||||||||||||||||||||||

41 | |||||||||||||||||||||||||||

42 | |||||||||||||||||||||||||||

43 | Pulsing scheme B | ||||||||||||||||||||||||||

44 | Linac pulsing frequency | Hz | 70 | ||||||||||||||||||||||||

45 | Batch frequency | Hz | 70 | ||||||||||||||||||||||||

46 | Micro-bunch frequency | MHz | 352.2 | ||||||||||||||||||||||||

47 | Micro-bunch intensity | # | 8.86E+8 | ||||||||||||||||||||||||

48 | Batch duration | µs | 794.4 | 10% for extraction gap added to pulse duration | |||||||||||||||||||||||

49 | H- "compensated" beam current, linac | mA | 50 | ||||||||||||||||||||||||

50 | Number of injected turns | # | 597 | ||||||||||||||||||||||||

51 | Number of particles per injected turn | # | 3.74E+11 | ||||||||||||||||||||||||

52 | Beam current at extraction | A | 29.83 | ||||||||||||||||||||||||

53 | |||||||||||||||||||||||||||

54 | Pulsing scheme C | ||||||||||||||||||||||||||

55 | Linac pulsing frequency | Hz | 70 | ||||||||||||||||||||||||

56 | Batch frequency | Hz | 70 | ||||||||||||||||||||||||

57 | Micro-bunch frequency | MHz | 352.2 | ||||||||||||||||||||||||

58 | Micro-bunch intensity | # | 7.04E+8 | ||||||||||||||||||||||||

59 | Batch duration | µs | 1000.0 | 1331 µs corresponds to a 1000 injected turns | |||||||||||||||||||||||

60 | H- "compensated" beam current, linac | mA | 39.72 | ca 30 mA for a 1000 injected turns | |||||||||||||||||||||||

61 | Number of injected turns | # | 751 | 1000 injected turns for a batch duration of 1331 µs | |||||||||||||||||||||||

62 | Number of particles per injected turn | # | 2.97E+11 | ||||||||||||||||||||||||

63 | Beam current at extraction | A | 29.83 | ||||||||||||||||||||||||

64 | |||||||||||||||||||||||||||

65 | |||||||||||||||||||||||||||

66 | Accumulator lattice and optical parameters | ||||||||||||||||||||||||||

67 | General | ||||||||||||||||||||||||||

68 | Transition gamma | - | 5.825 | ||||||||||||||||||||||||

69 | Chromaticity, horizontal | - | -11.2 | ||||||||||||||||||||||||

70 | Chromaticity, vertical | - | -12.4 | ||||||||||||||||||||||||

71 | Range of chromaticity correction, horizontal | - | |||||||||||||||||||||||||

72 | Range of chromaticity correction, vertical | - | |||||||||||||||||||||||||

73 | Tune, horizontal | - | 8.2-8.3 | ||||||||||||||||||||||||

74 | Tune, vertical | - | 8.3-8.4 | ||||||||||||||||||||||||

75 | Tune, longitudinal | - | |||||||||||||||||||||||||

76 | Momentum compaction factor, alpha | - | 0.02947 | ||||||||||||||||||||||||

77 | Phase slip factor, eta | - | -0.0450 | ||||||||||||||||||||||||

78 | Acceptance of primary collimator | π mm mrad | 120 | Preliminary | |||||||||||||||||||||||

79 | Acceptance of secondary collimator | π mm mrad | |||||||||||||||||||||||||

80 | Ring acceptance | π mm mrad | 400 | Preliminary | |||||||||||||||||||||||

81 | Dipole aperture | ||||||||||||||||||||||||||

82 | Bunching factor | >0.9 | |||||||||||||||||||||||||

83 | Space charge tune shift | -0.028 | Gaussian beam | ||||||||||||||||||||||||

84 | |||||||||||||||||||||||||||

85 | |||||||||||||||||||||||||||

86 | Arc lattice | ||||||||||||||||||||||||||

87 | Number of FODO cells per arc | # | 4 | ||||||||||||||||||||||||

88 | phase advance per FODO cell, horizontal | π | 0.25 | ||||||||||||||||||||||||

89 | phase advance per FODO cell, vertical | π | 0.267 | ||||||||||||||||||||||||

90 | Bending radius of arc dipole | m | 8.48 | ||||||||||||||||||||||||

91 | Magnetic field strength in arc dipole | T | 1.301 | ||||||||||||||||||||||||

92 | Number of dipoles per arc | # | 8 | ||||||||||||||||||||||||

93 | Number of quadrupoles per arc | # | 8 | ||||||||||||||||||||||||

94 | Number of sextupoles per arc | # | 5 | Work in progress! | |||||||||||||||||||||||

95 | |||||||||||||||||||||||||||

96 | Twiss, ring | ||||||||||||||||||||||||||

97 | Maximum horizontal beta | m | 28.7 | ||||||||||||||||||||||||

98 | Minimum horizontal beta | m | 2.85 | ||||||||||||||||||||||||

99 | Average horizontal beta, <βx> | m | 10.8 | ||||||||||||||||||||||||

100 | Maximum vertical beta | m | 35.1 |

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