Carbon Target Design and Optimization for an Intense Muon ... - Physics

Carbon Target Design and Optimization for an  Intense Muon Source X. Ding, UCLA H.G. Kirk, BNL K.T. McDonald, Princeton Univ. 2014  MAP Winter Collaboration Meeting 3‐7 December, 2014  SLAC 12/4/14

1

OUTLINE • Carbon target concept and fieldmap • ROOT‐based geometry setting for target station • Carbon target optimization and yield comparison (no  beam dumps)  • Design of beam dumps • Summary

12/4/14

2

Carbon Target Concept

http://physics.princeton.edu/mumu/target/hptw5_poster.pdf

12/4/14

3

Fieldmap along SC axis (Capture Magnet 20to2T5m120cm)

12/4/14

4

ROOT‐based Target Setting New target setting (ROOT-based geometry). Previous target setting (non-standard and standard geometry in MARS15)

12/4/14

5

Carbon Target Optimization • Simulation code: MARS15(2014) with ICEM 4 = 1 (default)  and ENRG 1 = 6.75, 2 = 0.02, 3 = 0.3, 4 = 0.01, 5 = 0.05,  6 = 0.01, 7 = 0.01 ; • Carbon target configuration: Fieldmap (20T2T) with  taper length of 5 m, Graphite density = 1.8 g/cm3; • Beam pipe radius: 13 cm (initial) and 23 cm (final); • Proton beam: 6.75 GeV (KE), 1 MW, ¼ of target radius,  waist and 5‐50 μm geometric emittance at z = 0 m  (intersection point), launched at z = ‐100 cm; • Production collection: z = 50 m, 40 MeV