Modulator power supply for 200 kV electron gun of the VEPP-5 injection complex

The 200 kV electron gun modulator power supply based on the half-bridge converter providing the high frequency partial charge of the capacitive energy storage element is described. The algorithm developed for the power supply driving allows one to provide the soft switching of charging circuits and to achieve a high efficiency of the power supply. The data obtained at operation of the capacitive loaded 300 W power supply are presented. The prospects of developing such type tens-kilowatts power supply are discussed.Описано пристрій високочастотного порціонного заряду ємнісного накопичувача енергії для живлення 200 кВ електронної гармати. Спеціально розроблений алгоритм керування дозволяє забезпечити м'яку комутацію ключів зарядних контурів, домогтися високого ККД зарядного пристрою. Приведено експериментальні дані, зняті при роботі зарядного пристрою на ємнісне навантаження потужністю 300 Вт. Обговорюються перспективи створення зарядних пристроїв такого типу потужністю десятки кіловат.Описано устройство высокочастотного порционного заряда емкостного накопителя энергии для питания 200 кВ электронной пушки. Специально разработанный алгоритм управления позволяет обеспечить мягкую коммутацию ключей зарядных контуров, добиться высокого КПД зарядного устройства. Приведены экспериментальные данные, снятые при работе зарядного устройства на емкостную нагрузку мощностью 300 Вт. Обсуждаются перспективы создания зарядных устройств такого типа мощностью десятки киловатт

Investigations of cold cathode TPI1-10k/50 thyratron parameters at voltage up to 50 kV, current up to 10 kA, pulse duration of hundred nanoseconds

The results of cold cathode TPI1-10k/50 thyratron parameters at voltage up to 50 kV, current up to 10 kA and pulse duration of hundred ns are described. The optimal parameters of thyratron power supply and pulse driver had been found. The jitter and thyratron own rise time as a function of load resistance has been find. The thyratron life time test data are cited.Описаны результаты исследований параметров тиратронов с холодным катодом ТПИ1-10k/50 при напряжениях до 50 кВ, токах до 10 кА и длительности импульсов сотни нс. Выявлены оптимальные параметры импульса запуска и питания тиратронов, измерена длительность фронта импульса, обусловленная тиратроном, в зависимости от сопротивления нагрузки, временной разброс импульса тока относительно импульса запуска. Проведены ресурсные испытания.Описано результати досліджень параметрів тиратронів з холодним катодом ТПІ1-10k/50 при напрузі до 50 кВ, струмах до 10 кА і тривалості імпульсів сотні нс. Виявлено оптимальні параметри імпульсу запуску і живлення тиратронів, обміряна тривалість фронту імпульсу, обумовлена тиратроном, у залежності від опору навантаження, часовий розкид імпульсу струму щодо імпульсу запуску. Проведено ресурсні випробування

Pulse modulators for the VEPP-5 injection complex klystron power supply

In the complex VEPP-5 preinjector the klystrons are supplied by the modulators with a pulse power of 150 MW, a voltage of 47.5 kV, a primary current of 6.3 kA and a pulse duration of 3.5 ms. During the long time operation some disadvantages in the design have been revealed and proper improvements were made. The modulator design with the taking into account all the resent changes is described and test results are presented. At present, three modulators are supplying three klystrons 5045 (production of SLAC Lab., USA) and the forth modulator is tested with a dummy load in the nominal mode of operation

Modulator based on K15-10 capacitors for a power supply of the KIU-12 klystron

The modulator based on PFN described above has been operated during several hundreds hours at a PFN charge voltage U=20 kV and repetition rate of 50 Hz. At present the klystron and modulator are used for RF power supply of a photogun cavity of VEPP-5 injection complex. PFN testing at operating conditions under a voltage of 40 kV will be carried out in the future

The modified 200 keV pulsed electron beam source for the VEPP-5 injection complex

The modified pulsed electron beam source on voltage 200 kV and current 10 A with half-height pulse duration 2.5 ns and repetition rate 50 Hz is described. The source gun has been performed on the base of impregnated cathode with 20 mm diameter. The cathode pulse voltage is formed by storage capacitance discharge through IGBT switch and pulse transformer. The gun control unit located at the high voltage potential produces cathode heat voltage and control grid voltage. The source test results are presented.Описан модифицированный источник электронного пучка на напряжение 200 кВ, импульсный ток до 10 А, длительность импульса на полувысоте 2,5 нс при частоте следования 50 Гц. Источник выполнен на базе импрегнированного катода диаметром 20 мм. Импульсное напряжение на катоде пушки формируется путем разряда накопительной емкости через IGBT-ключ и импульсный трансформатор. Блок управления пушкой, расположенный под высоким потенциалом, формирует напряжение накала и сеточное напряжение. Приведены результаты испытаний источника.Описано модифіковане джерело електронного пучка на напругу 200 кВ, імпульсний струм до 10 А, тривалість імпульсу на напіввисоті 2,5 нс при частоті проходження 50 Гц. Джерело виконане на базі імпрегнуваного катоду діаметром 20 мм. Імпульсна напруга на катоді гармати формується шляхом розряду накопичувальної ємності через ІGBT-ключ і імпульсний трансформатор. Блок керування гарматою, розташований під високим потенціалом, формує напругу накалу і сіткову напругу. Наведено результати випробувань джерела

Расчетное обоснование механической безопасности Конгресс-холла в Челябинске

Aims of research. The article is devoted to actual problems of computational analysis of stress-strain state, strength and stability of load-bearing structures with allowance for the main and special combinations of loads and impacts, comparison of the results of alternative structural analysis of unique cultural and business complex “Congress Hall” in Chelyabinsk. The natural conditions of the area of location of this object and main load-bearing structures of the object are described. Besides, characteristic and design loads, their combinations, formulation of objectives of computational research and methods of solution are presented. Methods. Space discretization and solution of the corresponding problems of mathematical (numerical) and computer modelling of the considering unique building were carried out with the use of finite element method. Detailed finite element models of the coupled system “combined foundation - loadbearing structures” and its fragments (subsystems) were developed and verified. They adequately reflect geometric-stiffness, inertial and load parameters of the object and the resulting stress-strain state. Progressive collapse analysis are under consideration as well. Licensed, certified and verified (by the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences) finite element software package “ANSYS Mechanical” was used. Results. The resulting parameters of stress-strain state, strength and dynamics of load-bearing structures of the building with allowance for design (in accordance with design codes) combinations of vertical and wind loads are considered. Besides, information about results of progressive collapse analysis is presented. Thus, a reasonable conclusion is made about the reliability of the criterion parameters of strength, stability and dynamics of the load-bearing structures of the object.Цели. Статья посвящена актуальным вопросам расчетных исследований напряженно-деформированного состояния (НДС), прочности и устойчивости основания и несущих конструкций при основных и особых сочетаниях нагрузок и воздействий, сравнительного анализа результатов альтернативных расчетов уникального проектируемого объекта строительства - общественно-делового центра «Конгресс-холл» в Челябинске. Описаны природные условия района расположения здания, устройство комбинированного основания, фундаментов и несущих конструкций объекта, основные и особые нагрузки (расчетные и нормативные) и их сочетания, постановка задач расчетных исследований, инструментарий их решения и полученные результаты. Методы. Дискретизация по пространству и решение результирующих задач математического (численного) моделирования состояния объекта осуществлялись методом конечных элементов в перемещениях. Построены, разработаны и проверены подробные конечноэлементные модели системы «комбинированное основание - несущие конструкции здания» и отдельных подсистем, адекватно отражающие геометрико-жесткостные, инерционные и нагрузочные характеристики объекта и результирующее НДС, проанализирована устойчивость против прогрессирующего обрушения. Все основные расчеты проведены с использованием лицензионного конечноэлементного программного комплекса ANSYS Mechanical, верифицированного в Российской академии архитектуры и строительных наук (РААСН). Результаты. Рассмотрены результирующие параметры НДС, прочности и динамики основания и несущих конструкций объекта при нормативно-регламентированных сочетаниях вертикальных и ветровых нагрузок, а также результаты расчетов на устойчивость против прогрессирующего обрушения. В заключении делается обоснованный вывод о достоверности полученных расчетами критериальных параметров, определяющих прочность, устойчивость и динамику несущих конструкций объекта

The VEPP-5 injection complex modulator revision and operational experience

For the VEPP-5 injection complex klystrons (5045, SLAC Lab., USA) power supply the four modulators producing a pulse voltage of 23.5 kV, a current of 6.3 kA, a pulse-top-duration of 3.7 µs are used. The modulator scheme designed over ten years ago has proved its reliability and let us to find out and study the weak spots of the modulators. The output voltage stability and pulse-to-pulse time jitter improvements are made. The results of the thyratrons TGI1-2500/50 and TGI1-5000/50A long-term exploitation in the VEPP-5 injection complex modulators are presented. The test results of the thyratron TGI1-2500/50 operating in the mode of more then twice pulse current overload at the nominal mode of modulator operation are also presented.Для живлення клістронів 5045 (виробництво SLAC) інжекційного комплексу ВЕПП-5 використовуються модулятори, що формують імпульси напругою 23,5 кВ, струмом 6,3 кА, тривалістю 3,7 мкс у кількості 4 штук. Конструкція модуляторів, розроблена близько 10 років тому, довела свою надійність і, разом з тим, дозволила вивчити і виявити слабкі місця модуляторів. Проведена робота з підвищення стабільності напруги на клістроні, зменшенню часового розкиду від імпульсу до імпульсу. Приводяться результати тривалої експлуатації тиратронів ТГІ1-2500/50 і ТГІ1-5000/50 у модуляторах для живлення клістронів 5045. Викладено результати ресурсних іспитів тиратрона ТГІ1-2500/50 при більш ніж подвійному перевантаженню по амплітуді струму в номінальному режимі роботи модулятора.Для питания клистронов 5045 (производство SLAC) инжекционного комплекса ВЭПП-5 используются модуляторы, формирующие импульсы напряжением 23,5 кВ, током 6,3 кА, длительностью 3,7 мкс в количестве 4 штук. Конструкция модуляторов, разработанная около 10 лет назад, доказала свою надежность и, вместе с тем, позволила изучить и выявить слабые места модуляторов. Проведена работа по повышению стабильности напряжения на клистроне, уменьшению временного разброса от импульса к импульсу. Приводятся результаты длительной эксплуатации тиратронов ТГИ1-2500/50 и ТГИ1-5000/50 в модуляторах для питания клистронов 5045. Изложены результаты ресурсных испытаний тиратрона ТГИ1-2500/50 при более чем двойной перегрузке по амплитуде тока в номинальном режиме работы модулятора

All-particle cosmic ray energy spectrum measured with 26 IceTop stations

We report on a measurement of the cosmic ray energy spectrum with the IceTop air shower array, the surface component of the IceCube Neutrino Observatory at the South Pole. The data used in this analysis were taken between June and October, 2007, with 26 surface stations operational at that time, corresponding to about one third of the final array. The fiducial area used in this analysis was 0.122 km^2. The analysis investigated the energy spectrum from 1 to 100 PeV measured for three different zenith angle ranges between 0{\deg} and 46{\deg}. Because of the isotropy of cosmic rays in this energy range the spectra from all zenith angle intervals have to agree. The cosmic-ray energy spectrum was determined under different assumptions on the primary mass composition. Good agreement of spectra in the three zenith angle ranges was found for the assumption of pure proton and a simple two-component model. For zenith angles {\theta} < 30{\deg}, where the mass dependence is smallest, the knee in the cosmic ray energy spectrum was observed between 3.5 and 4.32 PeV, depending on composition assumption. Spectral indices above the knee range from -3.08 to -3.11 depending on primary mass composition assumption. Moreover, an indication of a flattening of the spectrum above 22 PeV were observed.Comment: 38 pages, 17 figure

Search for direct production of charginos and neutralinos in events with three leptons and missing transverse momentum in √s = 7 TeV pp collisions with the ATLAS detector

A search for the direct production of charginos and neutralinos in final states with three electrons or muons and missing transverse momentum is presented. The analysis is based on 4.7 fb−1 of proton–proton collision data delivered by the Large Hadron Collider and recorded with the ATLAS detector. Observations are consistent with Standard Model expectations in three signal regions that are either depleted or enriched in Z-boson decays. Upper limits at 95% confidence level are set in R-parity conserving phenomenological minimal supersymmetric models and in simplified models, significantly extending previous results

Jet size dependence of single jet suppression in lead-lead collisions at sqrt(s(NN)) = 2.76 TeV with the ATLAS detector at the LHC

Measurements of inclusive jet suppression in heavy ion collisions at the LHC provide direct sensitivity to the physics of jet quenching. In a sample of lead-lead collisions at sqrt(s) = 2.76 TeV corresponding to an integrated luminosity of approximately 7 inverse microbarns, ATLAS has measured jets with a calorimeter over the pseudorapidity interval |eta| < 2.1 and over the transverse momentum range 38 < pT < 210 GeV. Jets were reconstructed using the anti-kt algorithm with values for the distance parameter that determines the nominal jet radius of R = 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5. The centrality dependence of the jet yield is characterized by the jet "central-to-peripheral ratio," Rcp. Jet production is found to be suppressed by approximately a factor of two in the 10% most central collisions relative to peripheral collisions. Rcp varies smoothly with centrality as characterized by the number of participating nucleons. The observed suppression is only weakly dependent on jet radius and transverse momentum. These results provide the first direct measurement of inclusive jet suppression in heavy ion collisions and complement previous measurements of dijet transverse energy imbalance at the LHC.Comment: 15 pages plus author list (30 pages total), 8 figures, 2 tables, submitted to Physics Letters B. All figures including auxiliary figures are available at http://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/HION-2011-02