Войти
 | |
| Список текущих. ускорителей частиц в CERN | |
|---|---|
| Linac 2 | Ускоряет протоны |
| Linac 3 | Ускоряет ионы |
| Linac 4 | Ускоряет отрицательные ионы водорода |
| AD | Тормозит антипротоны |
| LHC | Сталкивает протоны или тяжелые ионы |
| LEIR | Ускоряет ионы |
| PSB | Ускоряет протоны или ионы |
| PS | Ускоряет протоны или ионы |
| SPS | Ускоряет протоны или ion |
Линии инжекции и передачи протонного синхротронного бустера 
Поверхность над PS Booster в ЦЕРН. Кольцевой ускоритель выглядит как круглое здание, которое возвышается над землей. 
Протонный синхротронный ускоритель в своем туннеле 
Художественное впечатление от протонного синхротронного ускорителя Инфраструктура ЦЕРН Протонный синхротронный ускоритель (PSB ) - это первый и самый маленький кольцевой ускоритель протонов (синхротрон ) в цепи ускорителей на Комплекс инжекции CERN, который также обеспечивает лучи для Большого адронного коллайдера. Он содержит четыре наложенных друг на друга кольца с радиусом 25 метров, которые получают протоны с энергией 50 МэВ от линейного ускорителя Linac 2 и разогнать их до 1,4 ГэВ, чтобы они были введены в протонный синхротрон (PS). До того, как PSB был построен в 1972 году, Linac 1 вводился непосредственно в протонный синхротрон, но увеличенная энергия инжекции, обеспечиваемая ускорителем, позволяла вводить больше протонов в PS и повышать светимость в конце цепь ускорителя.
До того, как PSB начал работать в 1972 году, протоны напрямую доставлялись в Proton Synchrotron (PS) с помощью линейного ускорителя Linac 1, снабжающий PS протонами с энергией 50 МэВ, которые затем ускорялись с помощью PS до 25 ГэВ при интенсивности пучка прибл. 10 протонов в импульсе. Однако с развитием новых экспериментов (в основном на пересекающихся накопительных кольцах ISR) требуемые интенсивности пучка порядка 10 протонов на импульс превзошли возможности этой установки. Поэтому обсуждались различные подходы к увеличению энергии пучка еще до попадания протонов в ПС.
Были сделаны различные предложения для этого нового инжектора PS, например, другой линейный ускоритель или пять пересекающихся колец синхротрона, вдохновленные формой олимпийских колец. В конце концов, было решено пойти на установку из четырех вертикально расположенных друг над другом колец синхротрона с радиусом 25 метров, которая была предложена в 1964 году. Благодаря этой специальной конструкции стало возможным достичь желаемой интенсивности более 10 протонов в импульсе.
В 1967 г. бюджет всей программы обновления оценивался в 69,5 млн швейцарских франков (в ценах 1968 г.). Более половины этой суммы было потрачено на строительство ПСБ, которое началось годом позже, в 1968 году.
Первые протонные пучки в PSB были ускорены 1 мая 1972 года, а номинальная энергия 800 МэВ была достигнута 26 мая. В октябре 1973 года промежуточная цель по интенсивности составила 5,2 
В течение первых лет эксплуатации стало ясно, что линейный ускоритель линейный ускоритель 1, основной источник протонов ЦЕРН в то время, не успевала за техническими достижениями других машин ускорительного комплекса. Поэтому в 1963 году было решено построить новый линейный ускоритель, который позже будет называться Linac 2. Эта новая машина будет обеспечивать протоны той же энергией, что и раньше (50 МэВ), но с более высокими токами пучка до 150 мА и большей длительностью импульса 200 мкс. Строительство линейного ускорителя 2 началось в декабре 1973 года и было завершено в 1978 году.
линейный ускоритель 1 продолжал работать в качестве источника легких ионов до 1992 года.
После более чем десяти лет эксплуатации постоянное увеличение интенсивности пучка также потребовало увеличения выходной энергии PSB. Таким образом, с незначительными настройками аппаратного обеспечения PSB был модернизирован до 1 ГэВ в 1988 году.
С начала 1980-х до 2003 года PSB также использовался для ускорения легких ионов, таких как кислород или альфа-частицы, которые доставляются с помощью Linac 1. После ввода в действие линейного ускорителя Linac 3 в качестве специального линейного ускорителя ионов PSB также ускорил тяжелые ионы, такие как свинец и индий.
С 2006 года кольцо с низкоэнергетическими ионами (LEIR) взяло на себя прежнюю задачу PSB по ускорению ионов.
До 1992 года единственной машиной, которая использовала вывод протонов из PSB, была PS. Ситуация изменилась в 1992 году, когда он-лайн изотопный масс-сепаратор (ISOLDE) стал вторым получателем протонов PSB. Раньше ISOLDE получала протоны с синхроциклотрона, но к концу 1980-х эта машина подошла к концу. Таким образом, в 1989 году было решено подключить ISOLDE к PSB.
С появлением Большого адронного коллайдера (LHC) на горизонте, было проведено еще одно обновление PSB до 1,4 ГэВ. нужно. Это обновление потребовало более серьезных настроек оборудования, чем предыдущее обновление до 1 ГэВ, поскольку были достигнуты пределы проектных параметров PSB. В 2000 году модернизация была завершена.
В 2010 году был заложен краеугольный камень для еще одной модернизации LHC: Большой адронный коллайдер высокой светимости.
Намного более высокая требуемая интенсивность пучка требует увеличения выходной энергии PSB до 2,0 ГэВ. Это будет реализовано в течение следующих лет путем замены и обновления различного ключевого оборудования PSB, например, основного источника питания, радиочастотной системы, линии передачи к PS и системы охлаждения.
Кроме того, будет увеличена входная энергия PSB: линейный ускоритель 4, который в настоящее время вводится в эксплуатацию, будет обеспечивать энергию выходного пучка 160 МэВ и заменит линейный ускоритель 2 к 2020 году. Linac 4 позволит PSB обеспечивать луч более высокого качества для LHC, используя анионы водорода (ионы H), а не протоны (ионы H). Снятие фольги в точке инжекции PSB оторвет электроны от анионов водорода, создавая протоны, которые накапливаются в виде пучков пучков в четырех кольцах PSB. Эти протонные сгустки затем рекомбинируются на выходе из PSB и далее передаются по цепи инжектора CERN.
PSB является частью ускорительного комплекса CERN. К тому времени, когда он был построен, кампус Meyrin был только что расширен, теперь он охватывает и французскую территорию. Центр колец PSB находится прямо на границе между Францией и Швейцарией. В связи с различными правилами в странах относительно зданий на границе, было решено построить основную постройку общественного транспорта под землей. Единственная видимая инфраструктура PSB расположена на швейцарской стороне. PSB состоит из четырех вертикально расположенных колец радиусом 25 метров. Каждое кольцо разделено на 16 периодов с двумя дипольными магнитами на период и триплетной фокусирующей структурой, состоящей из трех квадрупольных магнитов (фокусировка, дефокусировка, фокусировка). Каждая структура магнита состоит из четырех одиночных магнитов для четырех колец, уложенных друг на друга, имеющих одно ярмо.
Так как PSB состоит из четырех колец, в отличие от только одного канала передачи в Linac 2 и одного кольца в PS, необходима специальная конструкция для входа и выхода протонных пучков. Протонный луч, поступающий из Linac 2, разделяется по вертикали на четыре разных луча с помощью так называемого протонного распределителя: луч проходит через серию импульсных магнитов, которые последовательно отклоняют части входящего луча на разные углы. В результате четыре бимлета заполняют четыре кольца, а также передний и задний фронт протонного импульса, которые сбрасываются после протонного распределителя.
Аналогичным образом четыре бимлета снова объединяются после того, как они получили ускорение. со стороны общественного телевидения. С помощью ряда различных магнитных структур лучи от четырех колец переводятся на один вертикальный уровень и затем направляются в сторону PS.
В 2017 году 1.51
Единственным прямым экспериментом, который поддерживается протонами PSB, является Оперативный изотопный масс-сепаратор (ISOLDE). Там протоны используются для создания различных типов низкоэнергетических радиоактивных ядер. С их помощью проводится широкий спектр экспериментов, от ядерной и атомной физики до физики твердого тела и наук о жизни.
 | На Викискладе есть материалы, относящиеся к Протонный синхротронный ускоритель. |
