Effects of curved superconducting magnets on beam stability in a compact ion therapy synchrotron
Notice bibliographique
Résumé
Superconducting, curved magnets can reduce accelerator footprints by producing strong fields ( <a:math xmlns:a="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <a:mrow> <a:mo>></a:mo> <a:mn>3</a:mn> <a:mtext> </a:mtext> <a:mtext> </a:mtext> <a:mi mathvariant="normal">T</a:mi> </a:mrow> </a:math> ) and reducing the total number of magnets through their capability for combined-function multipolar fields, making them an attractive choice for applications such as heavy ion therapy. There exists the problem that the effect of strongly curved harmonics and fringe fields on compact accelerator beam dynamics is not well represented: existing approaches use integrated cylindrical multipoles to describe and model the fields for beam dynamics studies, which are invalid in curved coordinate systems and assume individual errors cancel out over the full machine. In the modeling of these machines, the effects of strongly curved harmonics and fringe fields on compact accelerator beam dynamics need to be properly included. An alternative approach must be introduced for capturing off-axis fields in a strongly curved magnet, which may affect long-term beam stability in a compact accelerator. In this article, we investigate the impacts of deploying a curved canted-cosine-theta (CCT) superconducting magnet in a synchrotron for the first time. We develop a method to analyze and characterize the 3D curved fields of an electromagnetic model of a CCT developed for the main bending magnets of a compact (27 m circumference) carbon ion therapy synchrotron, designed within the Heavy Ion Therapy Research Integration Plus European project (HITRIPlus), and the CERN Next Ion Medical Machine Study (NIMMS). The fields are modelled in the compact synchrotron in -/ to study their effects on beam dynamics and long-term beam stability. Results indicate that the synchrotron is able to operate with the presence of the magnetic field gradients, with considerable improvement to the long-term beam stability in the machine after tuning the higher order field gradients. The insights gained through the methods presented allow the optimisation of both magnet and synchrotron designs, with the potential to impact the operational performance of future ion therapy facilities.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».