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Calculateur de puissance des accélérateurs et de pertes synchrotron
Les électrons de LEP2 à 104,5 GeV dans un rayon de courbure de 3096 m perdent environ 3,4 GeV par tour. Les protons du LHC à 7 TeV dans un rayon de 2804 m perdent environ 6,7 keV par tour. Calculez la perte d’énergie, la puissance rayonnée et l’énergie critique des photons de votre faisceau.
Calculateur de puissance des accélérateurs et de pertes synchrotron
Calculez le rayonnement des dipôles pour un faisceau dans un anneau isomagnétique.
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Exemple : Quelle énergie synchrotron les protons du LHC à 7 TeV perdent-ils par tour pour un rayon de 2804 m et un courant de 580 mA ?
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Énergie totale E = gamma mc² ; p = sqrt(E² − m²c⁴)/c ; p[GeV/c] = 0,2998 B[T] rho[m]. Le modèle isomagnétique utilise le même rayon pour tous les dipôles, sans rayonnement des dispositifs d’insertion. Il estime le rayonnement d’un faisceau, pas la consommation électrique du site. L’énergie critique utilise l’approximation ultrarelativiste.
U0 = e² beta³ gamma⁴/(3 epsilon0 rho) ; pour les électrons ultrarelativistes, U0[keV] ≈ 88,46 E⁴[GeV]/rho[m]. P[MW] = U0[keV] I[mA] × 10⁻⁶ ; Ec = (3/2) hbar c gamma³/rho ; f = beta c/C.
Pertes synchrotron d’anneaux connus
Comparaisons calculées pour les seuls dipôles avec le rayon indiqué, plutôt que pertes totales mesurées. Les valeurs FCC-ee se rapportent à la configuration CDR. Les anneaux à rayons dipolaires variables nécessitent une intégrale de rayonnement.
| Anneau | Particule | E (GeV) | Rayon de courbure (m) | Perte d’énergie par tour (keV) | Énergie critique des photons (keV) |
|---|---|---|---|---|---|
| LEP2 | Électron | 104,5 | 3096 | 3407000 | 817,6 |
| SPS | Proton | 450 | 741,6 | 0,0004303 | 0,00004403 |
| LHC | Proton | 7000 | 2804 | 6,664 | 0,04383 |
| FCC-ee Z (CDR) | Électron | 45,6 | 10760 | 35550 | 19,55 |
| FCC-ee tt (CDR) | Électron | 182,5 | 10760 | 9120000 | 1253 |
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ScienceShot. Calculateur de puissance des accélérateurs et de pertes synchrotron. https://scienceshot.com/fr/calculateur-puissance-accelerateurs.
Sources: CODATA 2018, Tiesinga et al. (2021); M. Sands, The Physics of Electron Storage Rings, SLAC-121 (1970); Bailey et al., Synchrotron Radiation Effects at LEP, EPAC 1998 (dipole radius); CERN, The LEP story (2000), record beam energy; P. Lebrun, The Large Hadron Collider, African School of Physics (2014); CERN FCC-ee CDR baseline V1.0 parameters (30 June 2020); H. Bartosik et al., SPS pre-booster option, FCC Week (June 2023), slide 5; CERN Medium Power Converters Section, SPS Complex, energy.
Calcul ScienceShot.
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ScienceShot. (2026). Calculateur de puissance des accélérateurs et de pertes synchrotron [Calculateur en ligne]. https://scienceshot.com/fr/calculateur-puissance-accelerateurs
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