Magnetic field-mappings in low field large-aperture accelerator magnets

2023

Roterende-spole målinger er en av de mest brukte metodene for målinger av partikkelakselerator-

magneter, fordi den har høy nok presisjon og robusthet. En av begrensingene til målemetoden

er at den gir lav fleksibilitet, da den avhenger av å ha spoler tilpasset forskjellige magneters

apertur-geometri.

Denne oppgaven foreslår en metode for å øke fleksibiliteten og validerer felt-rekonstruksjonen

til flere forskjellige målinger tatt i forskjellige posisjoner i magnetfeltet. Magneten som ble målt

hadde et lavt magnetfelt kombinert med en stor radius, en kombinasjon som er svært vanskelig

å måle med normale metoder. Ved å kun bruke lavere ordens multipoler målt med nok presisjon

og en måleradius på 45mm, er det mulig å rekonstrure de resterende multipolene med høyere

presisjon enn presisjonen gitt fra en måling med roterende-spole tatt sentralt i magnetfeltet

eller fra en måling med Single-Stretched Wire gjort med en radius på 50mm.

A rotating coil measurement is one of the most common methods for measuring particle ac-

celerator magnets, as it offers sufficient measurement precision and robustness. Nevertheless,

the rotating coil method suffers from low flexibility, due to the need for higly specialized coils

for each magnet-aperture.

This thesis proposes a solution to increase the flexibility and validates the field reconstruction

from several measurements acquired in different positions inside the magnet aperture. The

validation were carried out on a magnet with a low field and a large-aperture geometry, which

normally would require the manufacturing of a specialized coil. Using the lower-order multi-

poles acquired on a circular trajectory with sufficient precision, and a measurement radius of

45 mm the reconstructed multipoles resulted in higher precision than for a single rotating coil

measurement in the central position and a Single-Stretched Wire measurement taken with a

measurement radius of 50 mm.

NTNU