Анализирующий промежуток "ДЕЙТРОНА"
для работы с внутренней мишенью.

Начиная с сентября 2013 года, для работы с внутренней мишенью на ВЭПП-3 (программа "Дейтрон") используется промежуток с тройкой магнитов, создающих локальное искажение орбиты, позволяющий анализировать по энергии электроны, неупруго рассеянные на атомах мишени.

1. Магнитная структура и орбита.

В середине промежутка между линзами 2D5 и 2F4 создается локальное радиальное искажение орбиты (бамп) с помощью тройки магнитов 2M3, 2M2 и 2M1 (последовательность линз и магнитов указана по ходу пучка). Максимальное смещение орбиты относительно прямой, соединяющей оси линз 2F4 и 2D5, составляет 38 мм в магните 2M2 (наружу от центра накопителя ВЭПП-3). Вакуумная камера довольно узкая, ее ось следит за расчетной орбитой, а ширина позволяет пропускать необходимый фазовый объем. Поэтому работа с пучком обязательно требует включения магнитов 2M3 - 2M1. Оси линз 2F и 2D, находящихся внутри этого участка орбиты, расположены по этой новой траектории и не участвуют в ее формировании. Ячейка с внутренней мишенью расположена между магнитами 2M3 и 2M2; неупруго рассеянные в мишени, потерявшие часть энергии электроны анализируются магнитом 2M2, выводятся за пределы вакуумной камеры и попадают в детектор, регистрирующий их координату (и угол?), позволяя таким образом определить потерю энергии (измеряемый диапазон потерь энергии составляет ...).

Таблица 1. Магнитная структура 2-го промежутка ВЭПП-3.

Расчетная орбита пучка с максимальным отклонением от оси промежутка 38 мм показана в Таблице 2.

На Рис.1 показана траектория пучка во 2-ом промежутке ВЭПП-3 (с "Дейтронной" вставкой - анализатором), границы апертуры геометрические (определяемые размерами вакуумной камеры) и необходимые (определяемые величинами радиальной и вертикальной бета-функций). Показано также синхротронное излучение из магнитов анализатора.

По данным магнитных измерений и расчетам, для создания требуемой величины локального искажения орбиты нужны показанные в Таблице_3 магнитные поля и питающие магниты токи. Таблица_3 рассчитана на энергию пучка 350 МэВ. Магниты питаются по основным обмоткам током от одного источника, поэтому для точной подгонки орбиты требуется использование корректирующих обмоток, которые имеются в каждом магните и питаются от отдельных слаботочных (до 3.5 А) источников питания.

В вакуумной камере линз 2D3, 2F4 с внутренней стороны установлен приемник излучения для поглощения СИ от анализирующих магнитов промежутка (мощность около 2 кВт при токе пучка 100 мА и энергии 2 ГэВ), который должен позволить вести эксперимент на энергии 2 ГэВ при большом токе пучка. Приемник охлаждается дистиллятом; установлено гидрореле, включенное в систему блокировок ГПН.

В новом "дейтронном" промежутке установлен дополнительный пикап с именем "2P4"; его азимут (от начала 1-го полукольца) 25134 мм.

Таблица 4. Источники питания магнитных элементов 2-го промежутка ВЭПП-3.

2. Переход к работе с “Дейтронным” промежутком.

Технические изменения.

1. Изменения магнитной структуры 2-го промежутка ВЭПП-3:
• Поставлены в центральной части промежутка две магнитные линзы для уменьшения бета-функций в месте мишени, которые питаются последовательно отдельным ИСТРом "2FD".
• Две линзы дублетов, примыкающие к дейтронной вставке (линзы "2F4" и "2D5"), отделены по питанию от остальных линз промежутков и питаются от ИСТРа "2L45".
• Остальные линзы промежутков по-прежнему питаются последовательно ИСТРом "LL", но линзы на краю промежутка "2D1" и "2F2" вместе зашунтированы управляемым шунтом "2G12" для уменьшения градиента в них по сравнению со стандартным значением; на другом краю промежутка линзы "2D7" и "2F8" также совместно зашунтированы управляемым шунтом "2G78".
• В магнитах, создающих бамп в промежутке (2M1, 2M2, 2M3), имеются дополнительные корректирующие обмотки, которые питаются от источников слаботочных коррекций (2XM1, 2XM2, 2XM3).
• В центральной части промежутка, в районе ячейки с газом, устанавливается магнит с продольным полем, который нужен для работы детектора “Дейтрона”. Имя магнита в системе управления SOL.
• Корректор 2Z5S в этой конфигурации промежутка отсутствует, его источник питания должен быть отключен.

2. Изменения в источниках питания магнитных элементов:
• Все источники питания двухполярные; в ИСТРах "2FD" и "2L45" установлены новые сильноточные тиристорные мосты для смены полярности; поставлены также новые блоки реверса, которым команда на смену полярности подается от реле УРа, расположенного в крейте в помещении ИСТРов; там же находятся ПКСы, управляющие величиной тока. В настоящее время работа идет только в однополярном (электронном) режиме.
• Управление шунтами "2G12" и "2G78" также находится в стабилизаторной, в шкафу 11.
• Нужно указать в базах данных, что эти источники питания работоспособны. Есть две базы данных для магнитных элементов ВЭПП-3: для программ, работающих на Одренке, и для программ, работающих на PC. В первом случае это BAS3.MAGN, которая редактируется программой #EDBS; для указанных элементов нужно задать признак работоспособности “OK” (вместо “WR”). Для программ в PC это текстовый файл в директории ./home/vepp4/mishnev/C++/V3_PROC/V3_regms/Base_Mag_Elem.txt; в нем в соответствующем столбце нужно записать “1” (вместо “0”) для указанных элементов. Нужно сделать оба изменения, поскольку эти базы данных не коррелируют автоматически между собой.
• Элемент SOL питается от источника В1000, который находится в стабилизаторной, в той же радиостойке, где находятся источники питания для “F” и “D”- корректоров градиентов в полукольцах. Нужно определить этот элемент как работоспособный в обеих базах данных (BAS3.MAGN и ../V3_regms/Base_Mag_Elem.txt).

Изменения в программах.

Основные программы, работающие в PC и управляющие режимами ВЭПП-3: “v3_proc” и “v3_roll”. Для того, чтобы они правильно работали в “дейтронном” режиме, нужно в заголовках обеих программ задать параметр STRUCT = 2 (в обычном режиме STRUCT = 1) и перекомпиллировать их. Текст программы “v3_proc” в директории “../V3_PROC/Proc_FF/”; текст программы “v3_roll” в “../V3_PROC/Roll/”. Используются режимы (таблицы уставок элементов), записанные в директории “../V3_PROC/V3_regms/DADA/” (если параметр STRUCT=2), иначе используются режимы из директории “../V3_PROC/V3_regms/DAE1_2/”.

Сценарии работы (ускорение пучка, перемагничивание) описаны в общем текстовом файле сценариев “../V3_PROC/Proc_FF/Acceleration.proc” (сценарии для работы с “Дейтроном”: “D_Experiment” – для ускорения; “Mag_cycl_EE_D” – для однополярного перемагничивания; они выбираются, если параметр STRUCT=2).

Команды для автоматической работы на "Дейтрон" поступают от PC в пультовой "Дейтрона" в файл "/var/local/runtime/deutron/deut.dat" в текстовом виде, в формате PC (они используются, если STRUCT=2). Программа v3_proc периодически читает этот файл и подставляет полученные задания (число сгустков, ток, при котором нужно начинать ускорение и т.д.) в свои параметры, вместо тех, которые обычно задаются через STAP.

В файле ../deutron/deut.dat информация находится в следующем виде:

Строка	Содержание
0	Дата поступления команды от "Дейтрона"
1	Время поступления команды от "Дейтрона"
2	Полярность (1- электроны, 2 - позитроны)
3	Заказанное число сгустков (1 или 2)
4	Команда от "Дейтрона" (1 - накопление, 2 - эксперимент)
5	Заказанный ток пучка при инжекции (мА)
6	Минимальный ток пучка (мА) - конец набора статистики
7	Заказанная энергия эксперимента (МэВ)

В файл “../deutron/target.dat” периодически (с периодом около 5 сек) передается текущая информация о работе системы регистрации ‘Дейтрона” (состояние ВЭПП-3, скорость счета в нескольких счетчиках частиц, вакуум в промежутке и т.д.). Программа “../C++/DEUTERON/deut” выводит эту информацию в графическом виде на терминал.

Автоматический цикл проведения эксперимента обеспечивает программа “v3_proc”. Она копит пучок в ВЭПП-3 до достижения заказанного через файл deut.dat тока, затем ускоряет его в соответствии со сценарием до энергии эксперимента, настраивает (с помощью “coco”) нужную орбиту и дает команду “Дейтрону” начать набор статистики (включает релейный элемент “DON”). Сама программа “v3_proc” после этого периодически проверяет ток пучка. Если достигнут минимальный ток пучка, программа переходит в цикл перемагничивания, в этом случае однополярный, с максимальной энергией Е=1200 МэВ и минимальной Е=0 МэВ, после чего снова выходит в режим накопления пучка.

Пикапы, работа программы ‘coco’.

В “дейтронной” вставке находится еще один пикап с именем “2P4”; чтобы использовать его для измерения орбиты, нужно определить его, как работоспособный, т.е. в файле “../C++/PICK/v3_pick.cfg” для этого пикапа записать 1 в столбце “mask”.

Чтобы программа “coco” корректировала орбиту в режиме инжекции, нужно записать в 182-ю ячейку STAP слово “INJD” (это делает программа “v3_proc” по своему сценарию в конце цикла перемагничивания). Тогда определяется сценарий “coco” (с этим же именем); в строке с именем сценария записано также имя матрицы откликов dejt_350.orb3 (на самом деле это линк на файл MIDA в директории файлов для Одренка). Орбита цели определена внутри сценария – “deut_einj.coc3”; она пока старая (от 2009 года), возможно, ее придется поправить по ходу работы.

Программа “coco” требует при запуске еще файл с описанием магнитной структуры ВЭПП-3 с именем “VEP3.MDWG” (в формате Одренка). В “дейтронной” структуре появились новые корректора 2XM1, 2XM2, 2XM3, которые не описаны в структуре “VEP3.MDWG”, поэтому пришлось сделать некоторые не вполне корректные операции:

· В директории BEAMV3 (DY6) скопировать старый сложный файл VEP3.#### под именем VP3S.####.

· Внутри сложного файла скопировать субфайл DEJ2 (в котором определены эти новые корректора) в субфайл MDWG.

· Заново сформированный файл VEP3.#### скопировать (дублировать) под именем VP3D.####.

При возвращении к работе со стандартной структурой ВЭПП-3 нужно будет скопировать файл VP3S.#### в файл с именем VEP3.####.