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1. Himbele, John. Contribution à l'étude d'un insert dipolaire supraconducteur à haute température critique pour accélérateur des particules, utilisent le concept de câble multi-rubans torsadé : HTS dipole insert using a twisted stacked cable for a particle accelerator- Twisted Stacked/ Block-type HTS insert -.

Degree: Docteur es, Génie électrique, 2016, Grenoble Alpes

Les travaux de cette thèse portent sur un insert dipolaire de supraconducteur à haute TC (SHT) en utilisant un câble multi-rubans torsadé pour un accélérateur des particules dans le cadre du projet EuCARD2 au CERN. L’insert dipolaire SHT est la seule possibilité aujourd'hui pour aller au-dessus de 16 T pour le futur accélérateur des particules à haute énergie. Deux spécifications de cet insert SHT sont les grands courants de fonctionnement (> 10 kA) et les champs de fond élevés (> 13 T) conduisant à des conditions de fonctionnement sévères. Pour répondre à ces attentes, un premier insert SHT de multi-rubans torsadé/ type de bloc est proposé sur la base des approches analytiques, numériques et expérimentales. Les travaux sont principalement classés dans le design d’insert dipolaire et le design de câble multi-rubans torsadé. Cette thèse se terminée avec la meilleure solution pour l’insert SHT de multi-rubans torsadé/ type de bloc en utilisant le câble partiellement isolé.

This Ph.D. deals with a high Tc superconducting (HTS) dipole insert using a twisted stacked cable for a particle accelerator in the framework of EuCARD2 project in CERN. The HTS dipole insert is the only possibility today to go above 16 T for the future high-energy particle accelerator. Two specifications of these HTS insert are large operating currents (> 10 kA) and high background fields (> 13 T) leading to severe operating conditions. To meet these expectations, a first Twisted Stacked/ Block-type HTS insert is proposed based on analytical, numerical and experimental approaches. The works are mainly classified into dipole insert design and twisted stacked cable design. This Ph.D. ends with the best solution for Twisted Stacked/ Block-type HTS insert using partially-insulated cable.

Advisors/Committee Members: Tixador, Pascal (thesis director).

Subjects/Keywords: Supraconducteurs à haute température; Aimant supraconducteur; Câble supraconducteur; Aimant accelerateur; High temperature superconductor; Superconducting magnet; Superconducting cable; Accelerator magnet; 620

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APA (6th Edition):

Himbele, J. (2016). Contribution à l'étude d'un insert dipolaire supraconducteur à haute température critique pour accélérateur des particules, utilisent le concept de câble multi-rubans torsadé : HTS dipole insert using a twisted stacked cable for a particle accelerator- Twisted Stacked/ Block-type HTS insert -. (Doctoral Dissertation). Grenoble Alpes. Retrieved from http://www.theses.fr/2016GREAT108

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Himbele, John. “Contribution à l'étude d'un insert dipolaire supraconducteur à haute température critique pour accélérateur des particules, utilisent le concept de câble multi-rubans torsadé : HTS dipole insert using a twisted stacked cable for a particle accelerator- Twisted Stacked/ Block-type HTS insert -.” 2016. Doctoral Dissertation, Grenoble Alpes. Accessed November 20, 2019. http://www.theses.fr/2016GREAT108.

MLA Handbook (7th Edition):

Himbele, John. “Contribution à l'étude d'un insert dipolaire supraconducteur à haute température critique pour accélérateur des particules, utilisent le concept de câble multi-rubans torsadé : HTS dipole insert using a twisted stacked cable for a particle accelerator- Twisted Stacked/ Block-type HTS insert -.” 2016. Web. 20 Nov 2019.

Vancouver:

Himbele J. Contribution à l'étude d'un insert dipolaire supraconducteur à haute température critique pour accélérateur des particules, utilisent le concept de câble multi-rubans torsadé : HTS dipole insert using a twisted stacked cable for a particle accelerator- Twisted Stacked/ Block-type HTS insert -. [Internet] [Doctoral dissertation]. Grenoble Alpes; 2016. [cited 2019 Nov 20]. Available from: http://www.theses.fr/2016GREAT108.

Council of Science Editors:

Himbele J. Contribution à l'étude d'un insert dipolaire supraconducteur à haute température critique pour accélérateur des particules, utilisent le concept de câble multi-rubans torsadé : HTS dipole insert using a twisted stacked cable for a particle accelerator- Twisted Stacked/ Block-type HTS insert -. [Doctoral Dissertation]. Grenoble Alpes; 2016. Available from: http://www.theses.fr/2016GREAT108


University of Alberta

2. Tadic, Tony. Magnet Design and Optimization for an Integrated Linac-MRI System.

Degree: PhD, Department of Physics, 2012, University of Alberta

A promising approach to the development of an integrated system for magnetic resonance imaging-guided radiotherapy involves the rigid coupling of a medical linear accelerator to a rotating biplanar magnet assembly. Through near real-time volumetric imaging during irradiation, this hybrid system will enable dynamic target localization and online treatment plan optimization. The work presented in this thesis was concerned with the design of non-axisymmetric yoked biplanar magnets that are suitable for use with this integrated system. Namely, the goal of this research was to develop and implement robust optimization algorithms for the design of novel permanent and superconducting magnet assemblies that are compact in size and provide an unobstructed beam path. A nonlinear iterative shape optimization scheme based on the finite element method was developed for the calculation of axisymmetric and non-axisymmetric pole piece surface contours that minimize the magnetic field inhomogeneity in a designated imaging volume. This method was applied to the theoretical design of a full-body 0.2 T biplanar permanent magnet system, for which the necessity of the optimized pole piece designs was demonstrated. The algorithm performance was evaluated and the sensitivity of the optimized designs was investigated. An iterative optimization scheme based on the finite element method was also developed for the calculation of minimum volume coil arrangements for superconducting magnets with magnetic materials. In particular, this method is well suited for the design of conduction-cooled cryogen-free magnet systems employing high-temperature superconducting coil configurations. The effectiveness of the proposed method was demonstrated with a uniform approach to the optimal design of several full-body 0.5 T superconducting biplanar magnet systems with bored yoke structures. These designs were subsequently evaluated with an emphasis on the relationship between the yoke geometries and magnet performance.

Subjects/Keywords: Nonlinear Optimization; IGRT; Linear Accelerator; FEM; MRI; Radiation Therapy; Superconducting Magnet; Linac-MRI; FEA; Linear Programming; Radiotherapy; Optimization; Permanent Magnet; Magnetic Resonance Imaging; MRgRT; Finite Element Analysis; Finite Element Method; Magnet Design; Linac-MR; Adaptive

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APA (6th Edition):

Tadic, T. (2012). Magnet Design and Optimization for an Integrated Linac-MRI System. (Doctoral Dissertation). University of Alberta. Retrieved from https://era.library.ualberta.ca/files/0v838072k

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Tadic, Tony. “Magnet Design and Optimization for an Integrated Linac-MRI System.” 2012. Doctoral Dissertation, University of Alberta. Accessed November 20, 2019. https://era.library.ualberta.ca/files/0v838072k.

MLA Handbook (7th Edition):

Tadic, Tony. “Magnet Design and Optimization for an Integrated Linac-MRI System.” 2012. Web. 20 Nov 2019.

Vancouver:

Tadic T. Magnet Design and Optimization for an Integrated Linac-MRI System. [Internet] [Doctoral dissertation]. University of Alberta; 2012. [cited 2019 Nov 20]. Available from: https://era.library.ualberta.ca/files/0v838072k.

Council of Science Editors:

Tadic T. Magnet Design and Optimization for an Integrated Linac-MRI System. [Doctoral Dissertation]. University of Alberta; 2012. Available from: https://era.library.ualberta.ca/files/0v838072k

3. N'gotta, Patrick. Developpement d'un quadripôle à aimant permanent à usage des accélérateurs de particules : Development of permanent magnet quadrupole for particles accelerator.

Degree: Docteur es, Physique, 2015, Grenoble Alpes

Les sources de rayonnement synchrotron sont en constante évolution afin de fournir aux scientifiques, un faisceau de rayons-X plus intense et plus cohérent. Ces évolutions requièrent une augmentation du champ fournit par les structures multipolaires utilisés dans la maille de l'accélérateur pour focaliser le faisceau d'électrons. Ceci conduit à un intérêt grandissant pour la technologie à aimants permanent car elle permettrait d'obtenir des structures multipolaires plus performantes et plus compactes. De plus cette solution est attractive car elle ne consomme pas d'énergie électrique contrairement à la technologie résistive conventionnelle. Néanmoins la réalisation des structures à aimant permanent est plus complexe lorsqu'une bonne qualité de champ est nécessaire à cause des erreurs d'assemblage de la structure.Une structure innovante d'un quadripôle à aimant permanent à été développé pour la future machine de l'ESRF. Cette structure est composée de pièces ferromagnétiques et d'aimants permanents. Malgré sa simplicité et sa compacité, celle-ci est très performante car elle fournit une composante multipolaire intense ainsi qu'une qualité de champ conforme aux spécifications rigoureuses. Un logiciel de calcul magnétostatique à permis d'optimiser la structure et un prototype à été construit et caractérisé par notre équipe. L'impact des erreurs d'assemblage sur la qualité du champ à été corrigé grâce à des pièces ferromagnétiques permettant de modifier localement le champ du prototype. Les résultats obtenus en accord avec les prévisions du modèle démontrent la faisabilité d'une telle structure pour les futures sources de lumière synchrotron.

Storage ring light sources are in constant improvement in order to increase the intensity and the coherence of the X-rays beams. These improvements require stronger multipoles magnet in the accelerator lattice. To reach such strength, the magnets apertures are significantly reduced. The reduction of magnet apertures makes the permanent magnet technology very attractive for some magnets provided that they are limited field tuning. Indeed, introduction of PMs structures may lead to better performances for a more compact design. Furthermore, with this technology running cost can be very low.A simple PM based high gradient quadrupole prototype has been built and magnetically characterized. This magnetic structure results from a compromise between performance and technological complexity. It includes simple soft iron parts and PMs blocks. A suitable field quality was obtained with an optimized pole shape. Mechanicals errors during assembly are corrected with shims to reach the required field quality.

Advisors/Committee Members: Chavanne, Joël (thesis director), Le Bec, Gaël (thesis director).

Subjects/Keywords: Accelerateur de particuless; Aimants permanents; Champ magnétique; Synchrotron; Faisceau electrons; Quadripôle; Particles accelerator; Permanent magnet; Magnetic field; Synchrotron; Electron beam; Quadripole; 530; 600

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APA (6th Edition):

N'gotta, P. (2015). Developpement d'un quadripôle à aimant permanent à usage des accélérateurs de particules : Development of permanent magnet quadrupole for particles accelerator. (Doctoral Dissertation). Grenoble Alpes. Retrieved from http://www.theses.fr/2015GREAY038

Chicago Manual of Style (16th Edition):

N'gotta, Patrick. “Developpement d'un quadripôle à aimant permanent à usage des accélérateurs de particules : Development of permanent magnet quadrupole for particles accelerator.” 2015. Doctoral Dissertation, Grenoble Alpes. Accessed November 20, 2019. http://www.theses.fr/2015GREAY038.

MLA Handbook (7th Edition):

N'gotta, Patrick. “Developpement d'un quadripôle à aimant permanent à usage des accélérateurs de particules : Development of permanent magnet quadrupole for particles accelerator.” 2015. Web. 20 Nov 2019.

Vancouver:

N'gotta P. Developpement d'un quadripôle à aimant permanent à usage des accélérateurs de particules : Development of permanent magnet quadrupole for particles accelerator. [Internet] [Doctoral dissertation]. Grenoble Alpes; 2015. [cited 2019 Nov 20]. Available from: http://www.theses.fr/2015GREAY038.

Council of Science Editors:

N'gotta P. Developpement d'un quadripôle à aimant permanent à usage des accélérateurs de particules : Development of permanent magnet quadrupole for particles accelerator. [Doctoral Dissertation]. Grenoble Alpes; 2015. Available from: http://www.theses.fr/2015GREAY038

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