Design of the Double Storage Rings for MUSES

Abstract

A DSR (Double Storage Rings) design for MUSES (Multi-Use Experimental Storage ring) has been developed. The DSR is composed of an electron storage ring and an ion storage ring. The ring is consisting of four arcs, two short straight sections, and two long straight sections that have a merging point and a colliding point. The beta and dispersion functions at each section are calculated for small and large emittance modes and for ion mode. The beta function at the short straight section for the ion mode is designed to be as small as about 6 m. The one at the merging point is 0.6 m. The crossing angle at the colliding point is 20 mrad in order to obtain a large luminosity. The beta function at the colliding point is 0.02 m (0.1 m) for the electron beam (the ion beam). Such small betas are achieved by locating two quadrupole doublets near the colliding point. In particular, among the calculated ring parameters, large betatron tunes and chromaticities are achieved by the DBA (Double Bend Achromat) system of the arc for the small emittance mode, and by lattice structure of the colliding section for the large emittance mode and ion for collision.

MUSES(多目的利用実験蓄積リング)のための2重蓄積リングの設計を行った。2重蓄積リングは、電子蓄積リングとイオン蓄積リングからなる。リングは、4つの弧部と2つの短直線部と、合流点および衝突点を持つ2つの長直線部で構成される。各部における、ベータ関数および、分散関数の計算を小エミッタンスモード、大エミッタンスモード、およびイオンモードに対して行った。短直線部におけるイオンモードのベータ関数は、およそ6mと小さい。合流点におけるベータの値は、0.6mとなった。衝突点における交差角は、高輝度を得るために、20mradと小さくなっている。衝突点におけるベータの値は、電子ビームに対し0.02m、イオンビームに対し0.1mとなった。これら値は、衝突点近くに2個の4重極磁石対を置く事で達成された。計算されたリングパラメータ中で、特に、大きなベータトロンチューンと色度は、小エミッタンスモードにおいては、弧部に設置したDBA(2重曲げアクロマート)システムにより、大エミッタンスモードおよび、衝突イオンモードにおいては、衝突部における格子構造によりそれぞれ達成された。