CTF3

CTF3 ( CLIC Test Facility 3 ) は、コンパクト線形衝突型加速器の主要概念を実証することを目的としてCERNに建設された電子加速器施設でした。 ^{[ 1 ]}この施設は、CLIC の駆動ビームと主ビームの機能を模倣する2 つの電子ビームラインで構成されていました。この施設は 2016 年 12 月に運用を停止し、^{[ 2 ]}ビームラインの 1 つは新しいCERN 線形電子加速器研究施設 (CLEAR) に転換されました。^{[ 3 ] [ 4 ]}

この施設は、LEP プレインジェクター(LPI) 加速器複合施設の旧設備を利用していました。LPI は主に、電子と陽電子を CERN 加速器複合施設に注入し、最終的に大型電子陽電子衝突型加速器(LEP) に供給するために使用されていました。2000 年に LEP が停止した後、LPI は 2001 年 4 月に実験へのビーム供給を停止しました (LPI は、LEP とは無関係に一部の実験に直接ビームを供給していました)。その後、LPI 施設を CTF3 用に改造する作業が始まりました。改造は段階的に行われ、最初の段階 (いわゆる予備段階) は 2001 年 9 月に加速器の試運転を開始しました。^{[ 5 ]}その後、LPI は CTF3 に変化しました。

このページでは、施設の概要と主な実験プログラムについて説明しています。より詳細な情報は、施設の設計報告書に記載されています。^{[ 1 ]}

この施設では、 CLICドライブビームの縮小版の実現可能性を実装し実証しました。1.2μs 長の電子ビーム（1.5GHzでバンチングされ 、平均電流4A）が生成され、約40MW、3GHzのRFパルスで駆動されるフルロード加速構造を使用して、 約80m長のLINAC で約135MeVまで加速されました。^{[ 6 ]}その後、ビームはドライブビーム再結合複合体（DBRC）の簡略版を通過しました。遅延ループとコンバイナリングで構成されるこのシステムは、入射ビームの異なる部分を再結合して、最終的に12GHzで平均電流が最大28Aの 140ns長のバンチ列を生成しました。 

プローブビームと呼ばれる、強度の低い第 2 の電子ビーム (約 100 pC/バンチの数個のバンチ) が生成され、いわゆる「Concept d'Accélerateur Linéaire pour Faisceau d'Electrons Sonde」(CALIFES) インジェクターで 200 MeV まで加速された。^{[ 7 ]}プローブビームの主な目的は、CLIC のメインの衝突ビームを模倣することであった。

CTF3で生成された2つの電子ビームは、CLEX実験エリアに設置された2ビームモジュールで2ビーム加速コンセプトを実証するために使用されました。ドライブビームは特殊な電力抽出および伝達構造（PETS）で減速され、生成された電力は最大約145  MeV/mの勾配でプローブビームを加速するために使用されました。^{[ 8 ]}

この施設は、例えば以下のような他のCLIC関連の研究開発のテストベッドとして機能しました。

• ビーム負荷がRF破壊率に及ぼす影響。^{[ 9 ]}
• ドライブビームの減速効率に関する研究。^{[ 10 ]}
• 新しいフィードフォワードシステムを使用したドライブビーム位相安定化。^{[ 11 ]}

2016年12月、CTF3の運用が終了するにあたり、プローブビームをCERN線形電子加速器研究施設（CLEAR）という名称の新しい汎用研究開発施設に転換することが決定されました。^{[ 3 ] [ 4 ]}この施設は2017年8月に稼働を開始し^{[ 12 ]}、今のところ2030年末まで稼働する予定です。

操作の容易さと汎用性のおかげで、プローブビームはCLICに直接関係のない活動にも使用されました。これにより、さまざまなコミュニティの関心が高まり、このようなビームラインの再利用の可能性について議論するためのワークショップが開催されました。^{[ 13 ] [ 4 ]}

CLEARは、 CLICを含むXバンド加速器技術の試験機能を提供し続けているが、プラズマ加速やTHz放射生成などの新しい概念を探求することも可能にしている。さらに、宇宙および医療コミュニティに電子照射機能を提供している。^{[ 14 ]}