From Radio-Frequency sources to particle beam: optimisation of RF power transfer for accelerating cavities - CEA - Université Paris-Saclay Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2024

From Radio-Frequency sources to particle beam: optimisation of RF power transfer for accelerating cavities

Des sources Radio Fréquence au faisceau de particules : optimisation du transfert de puissance RF pour les cavités accélératrices

Résumé

Radiofrequency cavities are a fundamental element of particle accelerators, since they transfer the radiofrequency energy generated by power sources to a particle beam. This dissertation presents my contribution to the design, fabrication, preparation and operation of such cavities, destined to some of the main today and future accelerator projects in the world. The development of superconducting cavities for ESS, with elliptical shape, and for IFMIF/DONES, with half wave resonator shape, is detailed. I give a focus on the mitigation of radiofrequency losses in niobium, due to the surrounding magnetic eld trapping in the material. My contribution to the power transfer optimization also resulted in studies on high eciency klystrons, used as radiofrequency power source for cavities, with the design, fabrication and test of a klystron based on the kladistron principle. Finally, I present the work carried out on diagnostic tools, essential for cavity operation and for R&D further development.
Les cavités radiofréquence sont un élé- ment fondamental des accélérateurs de particules, puisqu'elles transfèrent l'énergie radiofréquence générée par les sources d'énergie à un faisceau de particules. Ce mémoire présente ma contribution à la conception, à la fabrication, à la préparation et à l'exploitation de telles cavités, destinées à certains des principaux projets d'accélérateurs actuels et futurs dans le monde. Le développement de cavités supraconductrices pour ESS, de forme elliptique, et pour IFMIF/DONES, de forme résonateur demi onde, est détaillé. Je décris également mon travail sur l'atténuation des pertes radiofréquences dans le niobium, dues au piégeage du champ magnétique environnant dans le matériau. Ma contribution à l'optimisation du transfert de puissance a également donné lieu à des études sur les klystrons à haut rendement, utilisés comme source d'énergie radiofréquence pour les cavités, avec la conception, la fabrication et le test d'un klystron basé sur le principe du kladistron. Enfin, je présente les travaux réalisés sur les outils de diagnostic, essentiels pour le fonctionnement des cavités et pour le développement futur de la R&D.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

tel-04565940 , version 1 (02-05-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04565940 , version 1

Citer

Juliette Plouin. From Radio-Frequency sources to particle beam: optimisation of RF power transfer for accelerating cavities. Accelerator Physics [physics.acc-ph]. université paris saclay, 2024. ⟨tel-04565940⟩
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