HERA Betrieb 2005 v24 - CERN · 28. Nov. 2005 J. Keil: HERA Betrieb 2005 18 Elektronenströme 2005...

HERA Betrieb 2005Joachim Keil, DESY (MPY)

Beschleuniger-Betriebsseminar, Grömitz, 28. November 2005

28. Nov. 2005 J. Keil: HERA Betrieb 2005 2

Inhalt

� Unterschied zwischen e+/e−-Betrieb

� Chronologie des Runs 2005

� Strahlströme p und e−

� Spezifische und integrierte Luminosität

� Bedingungen für Experimente

� Elektronen-Polarisation

� Elektronen-Lebensdauer

� Betriebseffizienz und Fehlerstatistik � Elektronen-Transfer-Effizienz

� Zusammenfassung


Unterschiede zwischen e+ und e−-Betrieb

1. Orbits in den Wechselwirkungszonen verschieden� IPs um 7.5 mm radial nach außen verschoben� Elektronen-Quadrupole auf anderen Positionen

� Wiederinbetriebnahme notwendig (Okt./Nov. ‘04)

� Mehr und härtere Synchrotronstrahlung (SR) für e−-Fall� Größere Wärmebelastung von Absorbern und Kammern� Mehr Temperaturalarme

� Höherer SR-Untergrund bei den Experimenten

2. Einfang von pos. geladenen Staubteilchen bei e−-Betrieb möglich� Reduzierte Elektronen-Lebensdauer� Höherer Elektronen-Background bei den Experimenten


Geometrie der HERA-Wechselwirkungszone

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.2

0.3

0.4

0.5

-30

0.1

-20 -10 0

GG

3010 20

x [m

]

z [m]

GI

SR fan

GO

GM GMsupraleitende

Magnete

GN GNGA GA

GI

GJ

BOBN

GJ

GI

pp

e+/- e+/-

γ


Orbits für e+/p und e−/p in der Wechselwirkungszone

-15 -10 -5 0 5 10 15 20zêm

-0.04

-0.02

0

0.02

0.04

x

ê

m

HERA IR for pêe− and pêe+

BO

GJ

GI

HOGO

HGGG

p-Strahl für e+

p-Strahl für e−

7.5 mm

+−

+−

+

−

+

−

e−-Strahl

e+-Strahl

GM GMGM GM

e±

p

p-Quadrupolep-Quadrupole

GJ GI GI GJ

IP−

Magnetachse für e±/p-Fall

IP+

e±-Quadrupole e±-Quadrupole

GI


Synchrotronstrahlung in der Wechselwirkungszone für e+/e−

Zahlen für Design-Strom von Ie=58 mA !

Zahlen für Design-Strom von Ie=58 mA !

Aus: M. Seidel, DESY 00-01

0

1

2

3

4

5

6

-60 -40 -20 0 20 40 60

Pdi

ff [k

W/m

]

z [m]

ElektronenPositronen

GO, HO

HG

GI,GJGJ,GI

GI

0

1

2

3

4

5

6

-60 -40 -20 0 20 40 60

Pdi

ff [k

W/m

]

z [m]

ElektronenPositronen

GO, HO

HG

GI,GJGJ,GI

GI


Parameter des HERA-Betriebs 2005

Luminosität L / 1031 cm-2⋅s-1

Spezifische Luminosität Ls / 1030 cm-2⋅s-1⋅mA-2

Hourglass-Faktor R

Bunchlänge σp / m

Vertikale Beta-Funktion am IP β*y / m

Horizontale Beta-Funktion am IP β*x / m

Vertikale Emittanz εy / π⋅nm⋅rad

Horizontale Emittanz εx / π⋅nm⋅rad

Zahl der kollidierenden Bunche nc

Zahl der Bunche nb

Max. Strom I / mA (Designwerte für nb=180)

Energie E / GeV

Parameter

7.44 / 2.5 − 5.1

1.79 / 1.9 − 2.2

0.924 / 0.913

0.191 / 0.210.0103

0.180.26

2.450.63

5.1 / 4.73.4 / 3.0

5.1 / 4.720 / < 26

174 / 57 − 114 − 147

180 / 60 − 120 − 150180 / 63 − 126 − 153

140 / 10258 / 41

92027.5

ProtonenElektronen

Für p: Bunch-Verlängerungaufgrund einer longitudinalen Multi-Bunch-Instabilität� E. Kot

Design

2005 mit e−

Beschränkungen:Für e−: Vakuum, HFFür p : Vorbeschleuniger

Für e−: ohne dynamisches Beam-Beam Beta-Beating� E. Kot


HERA e−/p-Betrieb 2005

� Chronologie� Wiederinbetriebnahme HERA mit Strahl: 22. Okt. ’04� WWZ-Magnete auf e−-Position: 4. Nov. ’04 � Start des Luminositätsbetriebs: 17. Dez.’04� Betrieb mit Spiegel-Tunes: 25. Mai ’05� Zurück zu normalen Tunes: 30. Jun. ’05� Beginn des Shutdowns: 14. Nov. ’05� Gesamte Betriebszeit 04/05: 333 Tage

� Sommer-Shutdown ’05 verschoben auf Winter ‘05/’06� Ersetzen der Spulen der BU-Magnete� Einbau des Protonen Multi-Bunch-Feedback-Cavities� Modifikation von Bälgen in Rotatorstrecken� Kein Shutdown bis zum Ende der Laufzeit von HERA (Mitte ‘07)

⇒ M. Vogt


Maschinenschichten 2004/05� Nov. 2004

� Nichtlineare Tabelle beim Rampen der GI-Magnete� Zwischenoptik bei 23 GeV� Optik-, Orbit- und Dispersionskorrektur� Beam-Based-Alignment in der Wechselwirkungszone� Messung der Response-Matrix des El-Wegs

� Dez. 2004� Optikmessung HERA-p� Beam-Based-Alignment in der Wechselwirkungszone

� Mai 2005� Untersuchung eines alternativen Arbeitspunkts (Mirror-Tune)� Optik-, Orbit- und Dispersionskorrektur

� Okt.-Nov. 2005� Test des (Wavelet-)Tune-Controllers (für Rampe und Lumi-Run)

� Nov. 2005� Messungen zur Orbit-Stabilisierung der Elektronen am IP� Injektion bei 7 GeV� Messung der Abgeschlossenheit der e-Dump-Beule� Untersuchung einer Optik mit kleinerem β*

z für Protonen


Optik- und Orbitmessung/Korrektur

� Bei Inbetriebnahme 11/04, beider Umstellung auf Spiegel-Tunesund Helizitätswechsel der e−:� Messung der Optik von HERA-e und

HERA-p (ORM) und empirische Korrektur der Fehler� Rest-Beating Δβ/ β < 10%

� Messung von Orbit und Dispersionund gleichzeitige Korrektur

� Erreicht wurden (Sep. 2005):xrms= 0.77 mm, yrms = 0.54 mmDx,rms= 22 mm, D y,rms = 12 mm

� Außerdem bei Inbetriebnahme 11/04:� Beam-Based-Alignment in den

Wechselwirkungszonen

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

0

0.5

1

s/m

Dx/m

herae, 17-Nov-2004, 00:09:17

IP HERMES IP ZEUS IP HERAB IP H1Measurement

Theory

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000-1

-0.5

0

0.5

1

s/m

Dy/m

IP HERMES IP ZEUS IP HERAB IP H1Measurement

Theory

Dispersionsmessung in der Zwischenoptik HEZWIE bei 23 GeV


Technische Probleme 2004/05

Vakuumleck am Elektronenflansch SR 11 (Dump von 40 mA)Sep. 2005

Überhitzte Spule von Protonen-Quadrupol ‘GN NL 20’Nov. 2004

Mehrere Vakuumlecks in den Rotatorstrecken an BälgenOkt. 2005

Vakuumleck im Rotator OR (Kühlungsproblem eines Absorbers) Sep. 2005

Vakuumleck am Einkoppler an s.l. Cavity � Ausbau KryostatJul. 2005

Elektronik-Problem des Netzgerätes von Quadrupol ‘GA08 N’Jun. 2005

Vakuumleck in Protonen-Quadrupol ‘GM NR 14‘Mai 2005

Kurzschluß in Spule von BU-Magnet SRApr. 2005

Ausfall Kompressorstraße für Südring � Erwärmung des p-RingsFeb. 2005

Erdschluß von Protonen-Quadrupol ‘GN NL 23’Jan. 2005

Vakuumleck in Elektronen-Quadrupol ‘GI NR 7’ (Durchführung NEG-Pumpe)Dez. 2004

Erdschluß am Protonen-Quadrupol ‘QQ17 OL‘ innerhalb CryostatNov. 2004

20052004


GN Magnet-Probleme

� Nov. 04: Kühlungsproblem bei ‘GN NL 20’; Spule überhitzt

� GN-Magnet: vertikal fokussierender low-β-Quadrupole (12 Magnete)

� Magnet mußte getauscht werden (6 Tage); Kammer von NL 26 m bis NR 26 m belüftet� schlechtes Vakuum bei H1

� Jan. 05: Erdschluß von Magnet ‘GN NL 23’; alle vier Spulen wurden getauscht (7 Tage)

� Möglicher Grund: Magnet wurde bei Magnetstromtests im Okt. 2004 mit 1638 A betrieben; die Grenze beträgt 1600 A

� Maximaler Strom jetzt auf 1470 A beschränkt


BU-Magnet-Problem

� Jan.-Apr. 05: Immer wieder periodische Änderungen des p-Backgrounds mit Spikes (“Sieben Zwerge”)

� Kleine vertikale Orbitschwankungen im gleichen Rhythmus

� Kurzschluß in Spule BU-Magnet SR

� April 05: 2 Spulen des BU-MagnetenSR getauscht

Kollimatorraten

Geöffneter BU ohne Spulen

Geöffneter BU ohne Spulen


GA08 N-Problem

� Dez. 04: Erste Protonen-Background-Spikes treten auf, die mit Soll-/Ist-Abweichungen von Quadrupolkreis‘GA08 N’ korreliert sind

� Juni 04: Die Spikes werden so häufig, so daß H1 und ZEUS nicht mehr messen können

� Lange Suche nach der Ursache: Hat einer der 6 Magnete am GA08N-Kreis ein Problem oder das Netzgerät?

� Zwei längere Betriebsunterbrechungen; Tests ohne Strahl an PS und Last

� Ursache war Wackelkontakt im Netz-gerät; falsch eingelöteter Widerstand

Kollimatorsummenrate

HERA-Logbuch, 1.Juni 2005

Zeit / s

ΔI /

A


Vakuumleck NR 15

� 18.Mai 05: Vakuumleck zwischenden GM-Magneten bei NR 15 m

� Ursache: Dump von 39 mA e−

(Temperaturalarm SR11)

� Leck am Übergang zur p-Kammeraus Edelstahl

� Klebung war nicht erfolgreich

� Magnet wurde geöffnet, Kammer ausgebaut, neu gelötet� erneut schlechtes Vakuum bei H1!

� Ursache: kleine Deformation der Innenseite der p-Kammer, die von Synchrotronstrahlung getroffen wurde?

Leck


Vakuumlecks im Rotatorbereich

� 8.5.05, 16.9.05, 12.10.05, 18.10.05: Vakuumlecks an Schiebestücken im Rotatorbereich (SR, 3×NR)

� Häufig nach Strahldump oder Strahlverlust

� Ursache: Fehlende Stütznaht; wird in diesem Shutdown behoben

� 11.9.05 : Vakuumleck am Absorber des vertikal ablenkenden Rotatormagnetenbei OR 142 m

� Kammer abgesägt, neues Stück angeschweißt

� Ursache: Absorber zu heiß geworden; schlechter thermischer Kontakt?

AbsorberAbsorber

StütznahtStütznaht


Protonenströme 2005

� Bei Wiederinbetriebnahme: hoher Druck bei H1 � 60 Bunche

� Dann Bunchzahl schrittweise bis 150 erhöht (im Mai: GM-Leck; erneut 120)

� Protonenstrom hängt von der Performance der Vorbeschleuniger ab

� Hoher Einzelbunch-Strom (max(Ipb)= 0.68 mA); nicht weit weg von DesignstromImax würde 123 mA bei 180 Bunchen entsprechen!

P-Ströme am Run-Anfang Verteilung der Ströme

0 50 100 150 200 250 300 3500

20

40

60

80

100

120

Run-Nummer

I p/ m

A

150 Bunche15060 120120150 Bunche

20 40 60 80 1000

5

10

15

20

25

30

35

40

Ip / mA

N

Iavg= 80.9 mA

Imax=102.1 mA

Iavg= 80.9 mA

Imax=102.1 mA

60 Bunche

120 Bunche


Elektronenströme 2005

� Viele Vakuumlecks im e-Ring (WWZ bei H1 und ZEUS, Rotatorbereiche,…) verhinderten die kontinuierliche Steigerung des Stroms

� Nur eine langsame Steigerung war möglich (Sonst: Senderausfall wegen Druckanstieg an Cavities � Strahlverlust)

� Typische Elektronenlebensdauer τ =10-15 h bei Kollisionen

� Manchmal Lebensdauern τ < 4 h nach Einfang eines Staubteilchens

� Run-Ende 1 h nachdem 13 mA erreicht wurde (HERMES High-Density-Run)

Elektronenströme am Run-Anfang Verteilung der Ströme

0 10 20 30 400

10

20

30

40

50

Ie / mA

N

Iavg= 32.4 mA

Imax= 40.8 mA

Iavg= 32.4 mA

Imax= 40.8 mA

50 100 150 200 250 300 3500

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Run-Nummer

I e/ m

A

150 Bunche15060 120120

Reduzierte Ströme nach Vakuumlecks


Protonen-Bunchverlängerung auf der Rampe

Bunchlänge auf der RampeMulti-Bunch-Oszillationen auf der Rampe

Zei

t / s

Bucket Nummer

Bun

chlä

nge

/ ns

� Verlängerung der p-Bunche während der Rampe aufgrund einer Multibunch-Instabilität

� Länge bei 920 GeV ist 1.4−1.8 ns FWHM; Hourglass-Faktor: ~0.91

� Mit einem long. Feedback sollte eine kleinere Bunchlänge zu erreichen sein (5% mehr Lumi)

� Bei kleinerer Bunchlänge liefert eine Optik mit kleinerem β*

z deutlich mehr Luminosität � E. Kot

� Feedback-System � M. Hoffmann

Farbcode ist Maß fürPhasenabweichung

Farbcode ist Maß fürPhasenabweichung

Beginn der Instabilität

Beginn der Instabilität

40 GeV40 GeV 920 GeV920 GeV


Gemessene und berechnete spezifische Luminosität

Spezifische Luminosität 2005

� Hohe spezifische Luminosität mit Elektronen im Jahr 2005: 1.8 − 2.3×1030 cm-1·s-1·mA-2

� Typische Werte für e+ in 2004:1.2 − 1.6×1030 cm-1·s-1·mA-2

� Design-Wert für Lumi-Upgrade:1.84×1030 cm-1·s-1·mA-2

� Grund: Dynamisches Beta-Beatingbei e− Betrieb erzeugt kleineres β* im Vergleich zum e+-Betrieb; Protonen Emittanz kleiner als letztes Jahr

� Berechnete spez. Lumi basierend auf gemessenen Strahlparameternkann gemessene Lumi für Standard-Tunes relativ gut beschreiben 0 50 100 150 200 250 300 350

0

0.5

1

1.5

2

2.5

Run-Nummer

Spe

z. L

umin

ositä

t Ls

/ 1030

mA

-2cm

-2s-1

H1 MessungZEUS Messung

Berechnung Mirror-Tunes

Mirror-Tunes

DesignDesign


Inte

grie

rte

Lum

inos

ität /

Lin

t/

pb-1

Integrierte Luminosität 2005

� Integrierte Luminosität beträgt214 pb-1 in 333 Tagen (gerechnet ab 17.12.2004; nach Offline-Korrektur)

� Im Mittel 0.64 pb-1/d(letztes Jahr: 0.41 pb-1/d)

� Bester Run lieferte 1.21 pb-1

innerhalb von 13.5 Stunden

� Maximale Luminosität von HERApro Tag: 1.9 pb-1/d

� Neuer Peak-Luminositäts-Rekord:L= 5.1×1031 cm-2·s-1

� Aber: Hoher Protonen-Untergrundund viele Spikes bis BU-Spuleersetzt wurde und GA08-Netzgerät repariert wurde

0 66.6 133.2 199.8 266.4 3330

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

Tage seit Run-Anfang

Helizitäts-wechsel

Helizitäts-wechsel

Rotator-leck

Rotator-leck

GA08 N & s.l. CavityGA08 N & s.l. Cavity

GA08 NSpikes

GA08 NSpikes

GM NRLeck

GM NRLeck

WW

BU SRSpule

BU SRSpule

Cryo-ProblemCryo-

Problem

GN NLSpule

GN NLSpule

WW

WW

W = Wartungstage

Verlauf der integrierten Luminosität

LH1 / pb-1LH1 / pb-1

LZEUS / pb-1LZEUS / pb-1

WW


Integrierte Luminosität ZEUS und H1ZEUS

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

0 50 100 150 200 250 300 350

HERA geliefertHERA nach EinstellungZEUS HV ein


Inte

gri

erte

Lu

min

osi

tät

(pb

)-1

Die Luminosität mit eingeschalteter Hochspannung der Spurkammern ist deutlich niedrigerals die von HERA gelieferte Luminosität wegen Druck bei H1 und Protonen-Spikes!

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

50 100

H1

150 200 250 300In

teg

rier

te L

um

ino

sitä

t (p

b)

-1


HERA geliefert H1 Gated H1 HV ein


HERMES

� Bedingungen für HERMES gut; Datennahmeeffizienz ~98%

� Targetpolarisation |PT| = 85%, Strahl-Polarisation ist HERMES zu niedrig; PB

λ=+1 ~ 40%−50%, PBλ=-1 ~ 30%−40%

Polarisation 2000-2005



HERA Luminosität 2002-2005

� Mehr integrierte Luminosität im Jahr 2005 mit Elektronen im Vergleich zu 2004 mit Positronen: Höhere spezifische Luminosität und längere Laufzeit

� Performance von HERA für die letzten 1½ Jahre bestimmt die gesamte von HERA II gelieferte Luminosität!

ZEUS

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

0 50 100 150 200 250 300 350

HERA Luminosität 2002-2005In

teg

rier

te L

um

ino

sitä

t (p

b)

-1



Vergleich e+/e−-Daten

Von HERA gelieferte Luminosität

0

50

100

150

200

250

300

0 200 400 600 800 1000 1200 1400Zeit in Tagen

Inte

gri

erte

Lu

min

osi

tät

(pb

)-1

2005

2004

1992-2001

Im Jahr 2005 wurde sowie integrierte Lumi-nosität aufgesammelt, wie während der gesamten Laufzeit von HERA I!


Polarisation 2005

Kollidierende Bunche;Polarisation steigt

Kollidierende Bunche;Polarisation steigt

Nicht-kollidierende Bunche; Polarisation fest

Nicht-kollidierende Bunche; Polarisation fest

� Polarisation war 2005 niedriger als 2004:

� kollidierende Bunche P≤45%

� nicht-koll. Bunche P≈50-55%!

� Ursache: Strahl-Strahl-Wechselwirkungverschiebt Tunes der koll. Bunche weg von ganzer Zahl (wenn Tunecontroller an)

� Emittanz der Protonen wächst mit der Zeit� Polarisation der koll. Bunche steigt

� Standard-Tunes bei e−-Betrieb sind gut für hohe Luminosität, aber nicht gut für hohe Polarisation!

� Alternative Tunes („Mirror tunes“) wurden getestet, aber spezifische Luminosität war signifikant kleiner� nach 1 Monat zurück zu alten Tunes

Pol

aris

atio

nZeitAnfang des

Lumi-Run

Anfang des Lumi-Run

Polarisation während eines Lumi-Runs


Polarisation 2005

� Drei Helizitätswechsel(rote Linien)

� Maximal 45% Polarisation für kollidierende Bunche am Ende des Runs erreicht

� Hängt maximal erreichbare Polarisation von der Stellung der Spinrotatoren ab?

� Mehr über Polarisation:� M. Vogt

Betrieb mit Mirror-Tunes

Betrieb mit Mirror-Tunes

Zeit/Tage 50 100 150 200 250 300

%

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80Gemessene Polarisation (%)

2stat+er2

sys erFehler : +/-

Po

lari

sati

on


Lebensdauer im Elektronenbetrieb

Lebensdauer-Einbruch 4.5.2005

� Plötzliche Einbrüche der Lebensdauer beim Betrieb von HERA mit e−; Rückkehr der Lebensdauer in Schritten

� Gleichzeitig werden erhöhte Strahlverlustraten gemessen

� Beobachtet für I > 30 mA seit Jan. ‘05; die Zahl der starken und lang-dauernden Lebensdauereinbrüche ist aber glücklicherweise klein

� Theorie: Einfang von positiv geladenen Staubteilchen durch den negativ geladenen Elektronenstrahl

� Quelle des Staubs: Ionen-Getter-Pumpen (Pumpen in den Dipolen wurden im Shutdown 1997/98 durch NEG-Pumpen ersetzt)

� Mehr dazu �A. Kling 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:300

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

Time at 04/05/2005

BLM

rat

e /

Hz

Beam loss

NR191

NR216NR239

NR263

07:30 08:00 08:30 09:000

10

20

Time at 04/05/2005

Life

time

/ h

Lifetime and beam current

07:30 08:00 08:30 09:0010

20

30

Cur

rent

/ m

A


Raten der Strahlverlustmonitore

Farbcode ist log10(Verlustrate)

Farbcode ist log10(Verlustrate)

Hohe Raten gemessen vonBLM NR 191

Hohe Raten gemessen vonBLM NR 191

ZEUS

H1

HERA-B

HERMES

HERMES

Zeit am 04.05.2005

BLM

Inde

x

log10 der BLM Verlustraten

07:00 08:00 09:00

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

2

2.5

3

3.5

4

4.5


Vergleich der Lebensdauern e+/e−

31/05/04 01/06/040

5

10

15

20

Date

τ e / h

Lifetime

15/10/05 16/10/05 17/10/050

5

10

15

20

Date

τ e /

h

Lifetime

Lebensdauer mit Positronen 2004:

� Stetiges Anwachsen der Lebensdauer mit abfallendem Strom (weniger SR � Druck kleiner)

� Am Ende des Runs niedrige Lebensdauer aufgrund Injektion eines Gases mit hoher Dichte für ~1 h von HERMES

Lebensdauer mit Elektronen 2005:

� Ebenfalls Anstieg der Lebensdauer bei abfallendem Strom

� Aber: Viele kurze Spikes in der Lebens-dauer; häufig reduzierte Lebensdauerüber mehrere Minuten oder Stunden

� Nicht jeder Lebensdauereinbruch ist Staub!

High-Density-RunsHigh-Density-Runs

Injektion & RampeInjektion & Rampe

langes Ereignislanges Ereignis

kurzes Ereigniskurzes Ereignis


Füllzeiten und Run-Zeiten 2005

� Die optimale Run-Dauer sollte 12 h betragen (40 mA → 13 mA + High-Density-Run)

� Viele Runs enden vorzeitig

� Ursachen für kurze Run-Dauer: Entweder Ende durch Ausfall einer Komponente oder niedrige Lebensdauer!

� Die theoretische Füllzeit (=Zeit zwischen Dump und nächstem Lumi-Run) beträgt ~2½ Stunden:

� Massage: 30 Min.

� P-Injektion + p-Rampe: 30+30 Min.

� E-Injektion + e-Rampe: 20+20 Min.

� Lumi-File anfahren: 20 Min.

� Nur wenige Runs erreichen diese minimale Dauer!

0 50 100 150 200 250 300 3500

10

20

30

Run-Nummer

Verlauf der Run-DauerVerlauf der Füllzeit

Fül

lzei

t Tf/ h

0 50 100 150 200 250 300 3500

5

10

15

20

Run-Nummer

Run

-Dau

er T

run

/ h


Minimale Zeit zwischen Dump und Lumi-Run

2.5 Stunden Minimalzeit


Effizienz des Betriebs 2005

Zahlen für 2005:

� Zeitverlust pro Fehler : 2.4 h

� Zahl der Fehler/Tag : 2.8

� Zahl der Fehler/Run : 2.4

� Verlorene Zeit/Tag : 6.8 h

� Zahl der e-Injektionen/Run : 1.6

� Zahl der p-Injektionen/Run : 1.6

� Dauer der p-Injektion : 1.4 h

� Dauer der e-Injektion : 0.82 h

� Dauer eines Lumi-Runs : 8.65 h

� Vom Dump zum Lumi-Run : 9.2 hMaschinenschichten, Kalibration der Experimente

und Wartungstage wurden nicht gezählt

2)

HERA Effizienz 2005

Lumi-Run48%

p-Injektion8%

Lumi-Tuning2%

Fehler38%

e-Injektion4%


Verteilung der Fehler 2005

Verlorene Zeit wird dominiert von…

1. Netzgeräten � ’GA08 N’ etc.

2. Vakuumlecks � ’GN NR13’, Rotatorsektionen,…

3. Kälteanlage � p-Ring wurde aufgewärmt

4. Magnete � Spulen ‘GN NL20’, ‘GN NL23’, ’BU SR’

5. PETRA � Strahlverluste & Aufplatzen der Emittanz

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Verbesserte e−-Transfer-Effizienz

� Transfer-Effizienz des El-Wegs betrug 2004 manchmal nur 30-40% und war nicht-reproduzierbar!

� Verbesserungsmaßnahmen:

• Neue angepaßte El-Weg-Optik

• Sechs BPMs eingebaut (2004)

• Vermessung des El-Weg � keine groben Fehler

• Messung der Response Matrix� große Abweichung der Optik

• Magnetfeldmessung des El-Weg-Quadrupols� Kalibrationsfehler von 2%

Jetzt:� Typische Transfer-Effizienz 70−80 %

und stabiler als vorher� Daher: schnellere Füllung und

weniger Strahlung während Injektion� Fehlende 20%: PETRA-Extraktion


Zusammenfassung

� Das Jahr 2005 war ein Rekordjahr für HERA: Die integrierte Luminosität mit Elektronen von 214 pb-1 ist mehr als ein Faktor zwei größer als im Vorjahr mit 92 pb-1

� Der Elektronenstrom erreichte in 2005 nur etwa 40 mA.Vakuumprobleme und technische Ausfälle verhinderten die kontinuierliche Erhöhung

� Die Polarisation der kollidierenden Bunche betrug ≤45% am Run-Ende (Beam-Beam-Effekt)

� Die alternativen Tunes im Mai/Juni ergaben höhere Polarisation aber niedrigerer spezifische Luminosität; dieExperimente bevorzugten die alten Tunes

� p-Background und p-Spikes waren problematisch, bis ihre Ursachen behoben wurden. Dies kostete einen relativ großen Anteil an für die Experimente verwendbare Luminosität

� Die Elektronen-Lebensdauer-Probleme sind in der Häufigkeit, mit der sie zur Zeit auftreten störend, aber unkritisch für den Betrieb

HERA Betrieb 2005 v24 - CERN · 28. Nov. 2005 J. Keil: HERA Betrieb 2005 18 Elektronenströme 2005...

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