BEPCII调束及运行总结 （2012 – 2013） 秦 庆 高能所加速器中心 2013-8-2 BEPC-2013.

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1 BEPCII调束及运行总结 （2012 – 2013） 秦 庆 高能所加速器中心 BEPC-2013

2 主要内容 本轮运行概述 2012年暑期检修回顾 高能物理取数运行 同步辐射供光运行 机器研究 总结及展望 2013-8-2
BEPC-2013

3 1. 本轮运行概述 2012年09月10日 开机（直线加速器09月04日开机） 2012年09月15日 同步辐射专用模式用户供光
2012年09月10日 开机（直线加速器09月04日开机） 2012年09月15日 同步辐射专用模式用户供光 2012年11月01日 同步辐射模式供光结束，切换对撞模式， 开始调束及机器研究 2012年12月14日 开始高能物理实验 2013年06月06日 高能物理实验结束，切换同步辐射模式 2012年06月09日 同步辐射专用模式供光运行 2012年07月19日 停机 BEPC-2013

4 院重大维修改造专项—直线加速器升能（具备验收条件）
年暑期检修回顾 院重大维修改造专项—直线加速器升能（具备验收条件） 具备正电子2.3GeV全能量注入条件 BEPC-2013

5 院重大科技基础设施维修改造项目 北京同步辐射装置兼用模式性能提高
兼用模式束流稳定性提升 稳定性提升是兼用高效稳定运行前提。针对运行中束流轨道稳定性较差、注入效率较低、异常丢束问题，从储存环实现高精度束流位置测量和轨道校正、提高磁铁电源稳定度及实现电源在线快速巡检功能、完善同步光位置监测及反馈这三个方面进行改进。 束测项目实施进展：电子学样机完成实验室测试 样机实物如下： 样机与原电子学实验室测试结果对比： 电子学 逐圈测量分辨率 闭轨测量分辨率 流强依赖性 原电子学 10微米 1微米 20微米 新样机 0.6微米 10纳米 0.7微米 BEPC-2013

6 院重大科技基础设施维修改造项目 北京同步辐射装置兼用模式性能提高
BEPCII电源稳定度监测快速采集系统进展 NI系统测试 隔离变送器实验室测试 选择全部96通道进行采样，采样速率可以达到3kHz BEPC-2013

7 3. 高能物理取数运行（2012.12–2013.06） 正式为高能物理实验供束运行173天；
因Y(4260)、Y(4360)的初步分析结果发现带电类-粲偶 素结构Zc(3900)，故3月初起更改高能物理实验计划； 圆满完成高能物理实验（Y(4260)，Y(4360)及其各自 lineshape取数，Non-DDbar取数，等，超过10个不同 能量点），完成积分亮度~2.9fb-1； 同步辐射兼用模式同时运行，为兼用模式用户供光； 高能物理取数过程中，适当安排加速器机器研究，创 造亮度新高（L = GeV） BEPC-2013

8 本轮积分亮度 BEPC-2013

9 每周获取的积分亮度（12.12 – 13.06） BEPC-2013

10 Y(4260) 取数运行 4个月获取 ~2.2fb-1事例（(1 + 3)月，分阶段运行）
取数中达到的亮度: 166pb-1/周，28.9pb-1/天，15.4pb-1/班 y = 450mA * 450mA 亮点 直线加速器逐步稳定运行 储存环采用小发射度模式，同样流强比大发射度模式亮度提高，束 束作用参数逐步提高 取数效率较前三年提高 物理数据本底干净，质量较高 BEPC-2013

11 本年度注入速率稳步增长 原因: 直线加速器束流稳定性大幅提高 正电子注入速率稳步增长! 较快诊断束流纵向/时间漂移（源间时序变化）并恢复
横向稳定性提高 — 多台磁铁/电源紧固 次谐波聚束器稳定性提高 直线加速器束流稳定性大幅提高 正电子注入速率稳步增长! BEPC-2013

12 正电子注入速率 2011.03-06 70mA/min 50mA/min 2012.03-06 70mA/min 50mA/min
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13 亮度提高和优化之各项措施 采用小发射度/动量压缩因子（ε/αp）模式 优化六极铁强度搭配，减小非线性效应
同样能量下，束团横向尺寸减小 束团长度减小，σl /βy* 减小，降低hourglass效应 优化六极铁强度搭配，减小非线性效应 优化注入pattern、单束团亮度，同时优化探测器本底 优化工作点、束流闭轨，耦合等 优化反馈系统，高频各参数，等。 BEPC-2013

14 小发射度模式成功运行在储存环对撞取数中 2012年12月 – 13年2月，采用原大发射度模式取数
2013年3月 – 6月，采用小发射度模式运行 主要参数 大 ε/αp 模式 小 ε/αp 模式 横向振荡频率 6.507/5.57 7.505/5.575 对撞点x/y (m) 1.0/0.015 校正色品 (x/y) 0.16/1.97 0.4/0.6 158 98 = 1.5MV 0.0348 0.0291 动量压缩因子 0.0237 0.0170 自然束长 (cm) 1.36 1.16 BEPC-2013

15 亮度优化过程（亮度及对撞流强） “Green” Luminosity! BEPC-2013

16 Y(4260)取数过程中对撞亮度优化及ξy提高 Designedξy=0.04 BEPC-2013

17 Y(4360) 取数运行 1个月获取 ~0.6fb-1事例，采用小发射度模式运行
取数中达到的亮度: y = L=4.81E32&396mA*405mA 148pb-1/周，27pb-1/天 春节期间稳定高效运行 BEPC-2013

18 高能物理取数运行中的主要问题 1）未知原因丢束 刚对撞后，若干分钟内丢束 对撞过程中，某一束流丢失 注入过程中某一束丢失
原因：高频？束流反馈？束流不稳定性？其他？ BEPC-2013

19 高频、束测人员建立数据快速采集系统，分析丢 束前后束流及可能引起丢束的相关系统数据，进 行分析，对丢束进行诊断
其他如电源/控制、低温、磁铁等，都比较容易找 到原因 还发生几次因同一四极铁故障而导致束流丢失在 对撞区超导四极铁上，致使超导铁失超 需要进一步完善未知原因丢束诊断，减少丢束 BEPC-2013

20 2）亮度恢复较慢 改变能量后，对撞亮度需要较长时间才能恢复 对部分束流参数太敏感。束流参数发生变化，即使参数调回原值，亮度仍然下降
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21 3）谱仪/束流噪声问题 12.12.25日发生在白班第二次注入(50束团分布)，重复 噪声来源于正电子束流，当流强超过320mA时
与此前发生的噪声问题不同，且无法消除噪声 检查可能引起噪声的正电子环元件，如DCCT的屏蔽等 最终发现与束团间距相关！ 增加束团数目运行，噪声消失 初次发生噪声 降低流强 停机检查 Run with 8ns bunch spacing! BEPC-2013

22 BEPC-2013 – 06.03

23 4. 同步辐射专用模式运行 两轮共计87天专用模式供光运行 两轮供光分别完成 310 和 275 个研究课题；
— – 10.31（47天） — – 07.18（40天） 两轮供光分别完成 310 和 275 个研究课题； 用户分别来自 103 和 110 个研究机构； 供光运行稳定，束流轨道稳定； 因供光初期的直线K1速调管更换及供光后期的储 存环电源故障，导致总体故障率较以往高。 BEPC-2013

24 本年度两轮同步辐射专用模式运行效率 — 2012.09 – 10： — 2013.06 – 07：
Availability = 96.1%， MTBF=35.9hr，MDT=1.4hr — – 07： Availability = 92.3%， MTBF=33.4hr，MDT=2.9hr BEPC-2013

25 BEPC-2013 :08:00 – 07.19:08:00

26 同步辐射专用模式运行中的问题 注入不齐— BCM？不稳定性？ 横向不稳定性，经常需要调反馈系统相位
—工作点（接近 1/3共振线）？增加色品？ 调整模式？ 更多束团 — 模式问题？工作点？ 寿命问题！ BEPC-2013

27 5. 机器研究 专门机时（40天，2012.11.01 – 12.09） 亮度 调试 亮度 调试 恢复机器
40个束团369mA×371mA，亮度3.23E32  L= 9.2mA×9.2mA 60个束团496mA×496mA，亮度4.44E32  L= 8.3mA×8.3mA 60个束团550mA×550mA，亮度4.60E32  L= 9.2mA×9.2mA 60个束团574mA×572mA，亮度4.72E32  L= 9.6mA×9.6mA 最大 xy = BEPC-2013

28 本轮机器研究特点：高故障率 在有效的机器研究时间里，除了亮度优化外，还针对BER的optics校正、BER的注入剂量、BER和BPR注入频繁丢束、BER异常寿命和暗电流随工作点关系以及BER异常高次模源投入了大量的时间。 BEPC-2013

29 机器研究的结果，为高能物理取数运行打下良好基础。
机器研究结果 处理各种硬件故障（低温，注入kicker，等） 各硬件系统恢复正常工作状态（真空，高频，束测，等） 尝试新的储存环对撞模式（小发射度），包括注入、优化、校正参数、对撞调试、硬件“磨合”等 机器研究的结果，为高能物理取数运行打下良好基础。 BEPC-2013

30 2013年高能物理取数运行中机器研究 调试小ε/αp模式（优化亮度，本底）并正式在1月份以后的取数运行中应用；
机器状态好时，在1.89GeV能量调亮度，并获得新的对撞亮度纪录7.08×1032cm-2s-1 Lpeak = 7.081032cm-2s-1 BEPC-2013

31 对撞亮度与束束作用参数，ξy,max = 0.042 BEPC-2013

32 其他机器研究 直线加速器，注入相关研究 加速器物理（束束作用，束长测量，本底，多束团，等） 高频相关，丢束诊断 束测相关 低温相关
同步辐射专用模式稳定性研究（束流寿命，等） BEPC-2013

33 6. 总结及展望 高能物理取数，稳定运行，注入效率逐渐提高， 对撞亮度逐渐提高，取数中束束作用参数超过 0.04，优质、大量的数据导致新的物理发现； 加速器机器研究中，获得新的对撞亮度纪录； 各种丢束是困扰我们的主要问题，多种诊断手段 逐步完善，但仍需深入分析、研究； 同步辐射专用模式稳定供光，但“头尾”故障较多； 兼用模式运行稳定。 BEPC-2013

34 Peak beam-beam parameter
不同束流能量下得峰值对撞亮度 Beam energy Peak luminosity Peak beam-beam parameter 1.89 GeV 7.08 E32 /cm^2/s 0.035, 1.55 GeV 2.92 E32 /cm^2/s 0.028 1.84 GeV 5.07 E32 /cm^2/s 0.031 2.01 GeV 6.50 E32 /cm^2/s 0.032 2.13 GeV 6.28 E32 /cm^2/s 0.035, 2.18 GeV 5.37 E32/cm^2/s 0.037 1.89GeV时对 撞亮度和流强 BEPC-2013

35 2011年的亮度提高计划： BEPC-2013

36 2013年： 7.0 2013 BEPC-2013

37 认真总结、深入研究本轮对撞运行及研究结果， 分析亮度影响因素，更好地优化亮度，提高效率 合理安排机器研究时间，做好取数计划、机器研 究计划；
认真做好暑期检修工作，为下一轮运行做好准备； 再接再厉，为进一步提高峰值亮度，提高运行效 率，再做贡献！ BEPC-2013

38 感谢所有运行人员的努力， 感谢高能所对BEPCII运行的支持！ 谢 谢！ BEPC-2013