Etude théorique et expérimentale des faisceaux dans l'anneau VUV super-ACO
Institution:
Paris 7Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Since raid 1987, Super-ACO, the Orsay VUV storage ring is operational. The fourth undulator has been recently installed and 14 beam lines can provide photon beams to 23 experiments. Simultaneously, beam dynamic studies and performance improvements are on the way. This work deals with two crucial points for satisfactory operation. A systematic theoretical and experimental study of the dynamic aperture has clearly shown the drastic effect of third and fourth order resonances excited respectively by sextupoles and undulators. A new optimization of two sextupole families has reduced the effect of the most dangerous third order resonance and then the injection rate was increased. Moreover the choice of a working point far away from fourth order resonances provides a satisfactory beam lifetime for users. In a second part, we tried to calculate the Super-ACO vacuum chamber impedance in order to compare it to the measured value deduced from experiments with the beam. The impedance characterizes the interaction between the bunch and the vacuum chamber. Its value defines the thresholds of collective effects such as bunch lengthening and transverse instability. The use of the TBCI code requires a specific modelisation of each part of the vacuum chamber in order to obtain a cylindrical symmetry. The Broad Band Resonator has been chosen as the impedance model to fit the numerical results. The comparison with the experimental value shows the limits and the accuracy of this method
Abstract FR:
L'anneau VUV d'Orsay Super-ACO est opérationnel depuis le deuxième semestre 1987. Le quatrième onduleur vient d'être installé et 14 lignes fournissent régulièrement des faisceaux de photons pour 23 expériences. Parallèlement, les études de dynamique de faisceau et l'optimisation du fonctionnement se poursuivent. Le travail exposé ici concerne deux problèmes particulièrement importants pour les performances des anneaux de rayonnement synchrotron. Une étude systématique, théorique et expérimentale, de l'acceptance dynamique a clairement montré l'effet néfaste des résonances d'ordre 3 excitées par les hexapoles et des résonances d'ordre 4 excitées par les onduleurs. Une nouvelle optimisation de deux familles d'hexapoles a permis de s'affranchir de l'effet de la résonance d'ordre 3 la plus dangereuse et ceci s'est concrétisé par une amélioration substantielle de la vitesse d'injection. De plus, le choix d'un point de fonctionnement loin des résonances d'ordre 4 a conduit à une durée de vie des faisceaux satisfaisants pour les utilisateurs. Dans une deuxième partie, on a essayé d'évaluer l'impédance équivalente de la chambre à vide de Super-ACO, pour la comparer à la valeur expérimentale déduite des mesures sur le faisceau. L'impédance est un paramètre qui caractérise l'interaction d'un paquet de particules chargées avec son environnement. Sa valeur détermine les limitations en courant dues aux effets collectifs tels que l'allongement turbulent du paquet et l'instabilité transverse. L'utilisation du code de calcul TBCI a nécessité une modélisation de chacune des parties de la chambre à vide pour se ramener à une géométrie à symétrie cylindrique. Le Résonateur Large Bande a été choisi comme modèle d'impédance pour l'exploitation des résultats numériques. La comparaison avec la valeur expérimentale a permis de discuter l'intérêt de la méthode