Ускоряющий канал начальной части линейного ускорителя тяжелых ионов с комбинированной высокочастотной фокусировкой

Описан канал для ускорения тяжелых ионов с отношением массового числа к зарядовому А/Q=15. Устойчивость движения частиц в канале обеспечивается с помощью комбинации высокочастотной квадрупольной и переменно-фазовой фокусировок. Предложена схема реализации ускоряюще-фокусирующего тракта на базе IH-ст...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2008
1. Verfasser:	Тишкин, С.С.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2008
Schriftenreihe:	Вопросы атомной науки и техники
Schlagworte:	Приложения и технологии
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/110699
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Ускоряющий канал начальной части линейного ускорителя тяжелых ионов с комбинированной высокочастотной фокусировкой / С.С. Тишкин // Вопросы атомной науки и техники. — 2008. — № 4. — С. 327-331. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-110699
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1106992017-01-07T03:02:07Z Ускоряющий канал начальной части линейного ускорителя тяжелых ионов с комбинированной высокочастотной фокусировкой Тишкин, С.С. Приложения и технологии Описан канал для ускорения тяжелых ионов с отношением массового числа к зарядовому А/Q=15. Устойчивость движения частиц в канале обеспечивается с помощью комбинации высокочастотной квадрупольной и переменно-фазовой фокусировок. Предложена схема реализации ускоряюще-фокусирующего тракта на базе IH-структуры. Описано канал для прискорення важких іонів з відношенням масового числа до зарядового А/Q=15. Стійкість руху частинок в каналі забезпечується за допомогою комбінації високочастотного квадрупольного і змінно-фазового фокусувань. Запропонована схема реалізації прискорююче-фокусуючого тракту на базі IH-структури. The channel for accelerating heavy ions with mass-to-charge ration of А/Q=15 is discussed. Stability of the particle motion in the channel is provided by integrated quadrupole high-frequency and alternating phase focusing. A principle for alternating and focusing is realized on the basis of IH-structure. 2008 Article Ускоряющий канал начальной части линейного ускорителя тяжелых ионов с комбинированной высокочастотной фокусировкой / С.С. Тишкин // Вопросы атомной науки и техники. — 2008. — № 4. — С. 327-331. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 1562-6016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/110699 621.384.6.01 ru Вопросы атомной науки и техники Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Приложения и технологии Приложения и технологии
spellingShingle	Приложения и технологии Приложения и технологии Тишкин, С.С. Ускоряющий канал начальной части линейного ускорителя тяжелых ионов с комбинированной высокочастотной фокусировкой Вопросы атомной науки и техники
description	Описан канал для ускорения тяжелых ионов с отношением массового числа к зарядовому А/Q=15. Устойчивость движения частиц в канале обеспечивается с помощью комбинации высокочастотной квадрупольной и переменно-фазовой фокусировок. Предложена схема реализации ускоряюще-фокусирующего тракта на базе IH-структуры.
format	Article
author	Тишкин, С.С.
author_facet	Тишкин, С.С.
author_sort	Тишкин, С.С.
title	Ускоряющий канал начальной части линейного ускорителя тяжелых ионов с комбинированной высокочастотной фокусировкой
title_short	Ускоряющий канал начальной части линейного ускорителя тяжелых ионов с комбинированной высокочастотной фокусировкой
title_full	Ускоряющий канал начальной части линейного ускорителя тяжелых ионов с комбинированной высокочастотной фокусировкой
title_fullStr	Ускоряющий канал начальной части линейного ускорителя тяжелых ионов с комбинированной высокочастотной фокусировкой
title_full_unstemmed	Ускоряющий канал начальной части линейного ускорителя тяжелых ионов с комбинированной высокочастотной фокусировкой
title_sort	ускоряющий канал начальной части линейного ускорителя тяжелых ионов с комбинированной высокочастотной фокусировкой
publisher	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
publishDate	2008
topic_facet	Приложения и технологии
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/110699
citation_txt	Ускоряющий канал начальной части линейного ускорителя тяжелых ионов с комбинированной высокочастотной фокусировкой / С.С. Тишкин // Вопросы атомной науки и техники. — 2008. — № 4. — С. 327-331. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.
series	Вопросы атомной науки и техники
work_keys_str_mv	AT tiškinss uskorâûŝijkanalnačalʹnojčastilinejnogouskoritelâtâželyhionovskombinirovannojvysokočastotnojfokusirovkoj
first_indexed	2025-07-08T01:00:14Z
last_indexed	2025-07-08T01:00:14Z
_version_	1837038479349907456
fulltext	УДК 621.384.6.01 УСКОРЯЮЩИЙ КАНАЛ НАЧАЛЬНОЙ ЧАСТИ ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ ТЯЖЕЛЫХ ИОНОВ С КОМБИНИРОВАННОЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ФОКУСИРОВКОЙ С.С. Тишкин Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт», Харьков, Украина E-mail:tishkin@kipt.kharkov.ua Описан канал для ускорения тяжелых ионов с отношением массового числа к зарядовому А/Q=15. Устойчивость движения частиц в канале обеспечивается с помощью комбинации высокочастотной квадрупольной и переменно-фазовой фокусировок. Предложена схема реализации ускоряюще- фокусирующего тракта на базе IH-структуры. 1. ВВЕДЕНИЕ Одной из важных задач, которую необходимо решать в Украине, является «научно-техническое обоснование возможности продления срока эксплуатации атомных блоков» [1] в связи с завершением их проектного ресурса. Поведение конструкционных материалов элементов АЭС в активной зоне атомных реакторов определяет степень безопасности и экономическую эффективность эксплуатируемых энергоблоков. Так как пластические характеристики конструкционных материалов во многом определяют работо- способность конструкций АЭС, то, используя ускоренные заряженные частицы, можно полностью моделировать процессы, происходящие при радиационном воздействии в стационарных и переходных режимах эксплуатации. Кроме того, интерес к изучению процессов при прохождении ионов в материалах обусловлен особенностями радиационных изменений, что имеет большое значение для использования радиационных эффектов в развитии новых технологий. Уровень радиационного повреждения конструкционных материалов при стандартных параметрах работы АЭС составляет 10-7…10-11 сна. При использовании тяжелых ионов для имитации повреждаемости, этот параметр составляет 10-3…10-4 сна, что позволяет значительно сократить экспериментальные работы в области радиационного материаловедения. В связи этим в ННЦ ХФТИ для линейного ускорителя многозарядных ионов (ЛУМЗИ) возникла необходимость разработать ускоряюще- фокусирующий тракт начальной части ускорителя (НЧУ) со следующими параметрами: энергия инжекции 500 кэВ, импульсный ток 5 мА, отношение массового числа к зарядовому (A/Q) = 15. Это позволит ускорять ионы азота, алюминия, кальция, никеля, кобальта, железа и т.д. ≥ В настоящее время в качестве НЧУ широкое применение получила ускоряющая структура с пространственно-однородной квадрупольной фоку- сировкой [2] (ПОКФ или RFQ в зарубежном обозначении). Структуры с RFQ обеспечивают 95%- захват заряженных частиц в режим ускорения, их фокусировку и ускорение. Однако темп ускорения таких ускорителей не превышает 0,6…0,8 МэВ/м. В рассматриваемом случае длина такой структуры будет слишком велика. В данной работе предлагается использовать ускоряющую структуру с комбинированной высокочастотной фокусировкой (КВЧФ), которая позволит выдержать все входные параметры для основной секции ЛУМЗИ с необходимыми геометрическими размерами. 2. КОМБИНИРОВАННАЯ ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ФОКУСИРОВКА В ЛИНЕЙНЫХ УСКОРИТЕЛЯХ ИОНОВ КВЧФ является дальнейшим развитием идеи переменно-фазовой фокусировки (ПФФ) [3,4], в которой знакопеременная модуляция ВЧ-поля производится по всем трем пространственным координатам. Реализовать такой тип фокусировки можно на базе модифицированной переменно- фазовой фокусировки (МПФФ) [5], включив в фокусирующий период высокочастотные квадру- поли [6]. На Рис.1 представлен участок IH- структуры, содержащий один ускоряюще- фокусирующий период с КВЧФ. Рис.1. Участок IH-структуры, содержащий фокусирующий период КВЧФ Идея комбинации МПФ и ВЧ-квадрупольной фокусировки заключаетcя в следующем. В МПФФ для создания устойчивого движения используется один единственный механизм – осесимметричное ВЧ-поле. При этом обеспечить радиальную устойчивость движения сгустка заряженных частиц возможно лишь за счет ослабления продольной устойчивости и наоборот. Такая жесткая связь между устойчивостью продольного и поперечного движения сильно ограничивает величины предельно ускоряе- ___________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2008. № 4. Серия: Плазменная электроника и новые методы ускорения (6), с.327-331. 327 мых токов в случае ПФФ. Ослабить такую связь можно, используя структуру ускоряюще- фокусирующего периода МПФФ с включением дополнительного механизма обеспечения радиальной устойчивости движения пучка заряженных частиц в виде ВЧ-квадрупольного поля. В этом случае устойчивость радиального и поперечного движения сгустка заряженных частиц можно обеспечить независимо друг от друга. Это позволяет строить ускоряюще-фокусирующие каналы линейных ускорителей ионов c чисто ВЧ-фокусировкой, которые не уступают классическим ускорителям, использующих внешние фокусирующие устройства. 3. МЕТОД РАСЧЕТА УСКОРЯЮЩЕ- ФОКУСИРУЮЩЕГО ТРАКТА ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ ИОНОВ С ФОКУСИРОВКОЙ ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ ПОЛЕМ Разобьем весь ускоряюще-фокусирующий канал ускорителя на отдельные периоды фокусировки. Структура каждого такого периода, в зависимости от энергии ускоряемых ионов, с учетом продольной и радиальной устойчивости движения частиц определяется с помощью разработанной автором программы APFRFQ0. Обычно для определения устойчивости радиального движения частиц в ускорителях с магнитными квадрупольными линзами достаточно использовать диаграмму Глюкстерна- Смита [7], которая позволяет определить набег фазы радиальных колебаний для частиц, близких к равновесной. В ускорителях с фокусировкой высокочастотным полем фокусирующе-дефокуси- рующие силы являются функциями фазы пролета неравновесными частицами фокусирующего периода, которая, в свою очередь, связана с существенно нелинейными продольными колебаниями самих частиц. В этом случае использование диаграммы устойчивости не позволяет определить, каков допустимый размах фазовых колебаний при сохранении радиальной устойчивости. В отличие от диаграммы Глюкстерна-Смита в данной программе используется метод, который позволяет определить набег фазы радиальных коле- баний не только для синхронной частицы одного фокусирующего периода, но и для всех неравно- весных частиц с учетом их фазового движения. Кроме того, имеется возможность провести подоб- ный анализ для любой группы фокусирующих периодов, включая всю ускоряющую структуру в целом, снимая требования к строгой периодичности ускоряюще-фокусирующего канала, присутствующие при построении диаграммы Глюкстерна-Смита. Последнее обстоятельство важно с практической точки зрения, так как всегда ускоряюще-фо- кусирующий канал состоит из фокусирующих периодов с различными фокусирующими свойствами и не может рассматриваться как строго периодическая структура. Суть разработанного метода заключается в следующем. Пусть пучок с ненулевым зарядом проходит через фокусирующий период. Требуется определить устойчивость радиального движения неравновесных частиц в полях, созданных реальной конфигурацией трубок дрейфа, объемным зарядом пучка, с учетом связи радиального и поперечного движения. Значение координаты и скорости радиального движения для каждой такой частицы на входе и на выходе фокусирующего периода связаны между собой матрицей фокусирующего периода [8]: rV r = 22 12 21 11 T T T T 0 0 rV r . Условием устойчивости является cos μ= 2 2211 TT + <1, где µ − набег фазы Флоке на одном фокусирующем периоде. Элементы матрицы T в общем случае зависят от геометрических размеров структуры, электричес- кого поля в зазорах, скорости ионов, объемного заряда сгустка и начальных условий влета частицы в фокусирующий период. Т.е., строго говоря, для каждой частицы пучка существует своя «локальная» матрица фокусирующего периода, коэффициенты которой полностью определяют характер движения этой частицы. Задача непосредственного определе- ния коэффициентов «локальных» матриц фокуси- рующего периода в реальном случае не является тривиальной. Однако их можно определить, используя тот факт, что матрица фокусирующего периода определена, если известны два линейно независимые решения для фокусирующего периода. Для нахождения коэффициентов «локальных» матриц фокусирующего периода используем следующий прием. Синхронно с вхождением сгустка в фокусирующий период через малые промежутки времени (в данной реализации в фазовых координатах через каждый градус) будем инжектировать в начало фокусирующего периода по две «пилотные» частицы в приосевой области с начальными условиями: 0r =0; 0r V ≠ 0; 0r ≠ 0; 0r V =0. Затем интегрируем уравнения движения численными методами на периоде фокусировки в суммарном поле, создаваемом объемным зарядом сгустка и трубками дрейфа, при этом автоматически учитывается связь продольного и поперечного движения. Получив значение r и Vr на выходе фокусирующего периода, находим для неравновесных частиц: 0 11 r rT = , 0 22 r r V V T = . Анализ движения неравновесных частиц позволяет определить набор синхронных фаз, коэффициентов зазоров, амплитуд ВЧ-поля и квадрупольных градиентов в ускоряющих зазорах, при которых можно свести к минимуму зависимость набега фаз неравновесных частиц от фазы пролета фокуси- рующего периода, что является одним из условий не возрастания эмиттанса согласованного с каналом пучка. На Рис.2 представлена характерная для КВЧФ зависимость набега фазы радиальных колебаний с 328 учетом их фазового движения после нескольких периодов фокусировки от фазы инжекции в ускоряющую структуру. Значения коэффициентов матрицы фокусирующего периода T для синхронной частицы можно использовать для построения согласованных между собой фокусирующих периодов с различными фокусирующими свойствами [9]. Рис.2. Набег фазы радиальных колебаний неравновесных частиц в зависимости от фазы влета в ускоряющую структуру Программа APFRFQ0 является составной частью интегрированной среды разработки сильноточных линейных ускорителей ионов с фокусировкой ВЧ- полем APFRFQ. Данная среда разработки имеет встроенную подпрограмму интегрирования уравнений движения, визуализации динамики частиц, расчета выходных характеристик пучка и программу коррекции геометрии структуры. Расчет влияния кулоновских сил производится методом крупных частиц с использованием двух моделей расчета. Для осесимметричных задач используются модели частица – сетка (PM) и частица-частица (PP), для трехмерных задач – модель PP [10]. Для расчета полей в реальных структурах используется метод вычисления полей, основанный на одном из вариантов метода интегральных уравнений – методе вспомогательных зарядов (МВЗ) [11]. Согласно этому методу потенциал квазиэлектростатического поля представлен в виде суперпозиции полей точечных зарядов, расположенных вне рассматри- ваемой области. Величины N зарядов находятся из граничных условий в N точках поверхности электродов. Задание величины зарядов внутри электродов эквивалентно использованию определен- ной плотности заряда на поверхности электродов. МВЗ по сравнению с сеточными методами обладает следующими преимуществами. 1. В случае присутствия открытых границ не требуется их искусственного замыкания. В методе МВЗ открытые граничные условия выполняются автоматически. 2. Решение ищется только в той области, где это необходимо. В частности, при расчете динамики пучка необходимо знать распределение электричес- кого поля в области взаимодействия его с пучком заряженных частиц, т.е. только в приосевой области. 3. Высокая точность решения, в том числе и на поверхности электродов. 4. Простота программной реализации. 329 В данной реализации программа RFQFLD позволяет сделать расчет квазиэлектростатических полей для осесимметричных ускоряющих зазоров и для зазоров с квадрупольной симметрией с учетом их реальной геометрии. На Рис.3 представлено распределение потенциала поля в сечении квадрупольного зазора, совпадающего с одной из плоскостей квадрупольной симметрии. Черные точки – вспомогательные заряды, белые кружки – точки наблюдения, расположенные на поверхности электродов. Рис.3. Расчет трехмерных квазиэлектростатических полей в ускоряющих зазорах методом вспомогательных зарядов Рассмотрим вопрос согласования сильноточного пучка с протяженным ускоряюще-фокусирующим каналом ускорителя. В общей постановке данная задача является довольно сложной, поэтому для её решения прибегают к различного рода упрощениям. В частности, пучок называется согласованным, если начальные условия для пучка на входе ЛУ таковы, что на протяжении фокусирующего канала огибающая пучка постоянна или является периодической функцией. Следуя этому определению, начальные условия для согласованного пучка можно найти, используя один фокусирующий период. Однако такой подход не вполне корректен и может приводить к значительным ошибкам. Во- первых, не учитывается продольное движение неравновесных частиц, во-вторых, предполагается периодичность ускоряющего канала и, в-третьих, для существования периодического решения для огибающей пучка требуется специальная функция распределения частиц в шестимерном фазовом пространстве. Сформулируем задачу согласования сильноточного пучка с протяженным фокусирующим каналом линейного ускорителя в наиболее общем виде. Будем считать, что пучок согласован с каналом, если в процессе ускорения рост его эмиттанса минимальный при максимальном токопрохождении. Такое определение учитывает всю динамику в произвольной ускоряющей структуре с учетом нелинейности высокочастотных и кулоновских полей, причем на функцию распределения частиц в фазовом пространстве не накладывается никаких ограничений. Метод решения подобных задач описан в работе [12]. Для рассматриваемого случая автором разработана программа RFQOPT. Данная программа позволяет определять оптимальные входные поперечные Twiss параметры пучка, при которых рост эмиттанса на выходе ускоряющей структуры минимален при максимальной трансмис- сии пучка, для различных значений входных токов. 4. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ УСКОРЯЮЩЕ-ФОКУСИРУЮЩЕГО ТРАКТА НЧУ С КВЧФ Расчет параметров ускоряюще-фокусирующего тракта НЧУ и моделирование динамики частиц проводились в среде разработки APFRFQ. Для учета сил объемного заряда использовался метод крупных частиц РР (частица – частица). Начальное число частиц, используемое при численном моделировании динамики частиц, равно 7200. На Рис.4 представлены основные входные параметры пучка: поперечные эмиттансы, проекция геометрических размеров пучка на плоскость XY и фазовый портрет пучка. Рис.4. Входные параметры пучка Рис.5. Выходные параметры пучка На Рис.5 представлены выходные параметры. Основные характеристики ускоряюще-фокусирую- щего тракта НЧУ приведены в табл.1, в табл.2 − параметры ускоряемого пучка. В табл.2 исполь- зуются следующие обозначения: ε (rms) – нормали- зованный среднеквадратичный эмиттанс; ε (100%) – нормализованный эмиттанс, включающий 100% частиц пучка; ε (99%) − нормализованный эмиттанс, включающий 99% частиц пучка. Рассмотрим особенности построения данного ускоряюще-фокусирующего тракта. Ускоряющий канал состоит из ускоряюще-группирующего участка и основного. Задача первого участка заключается в том, чтобы при максимальном коэффициенте захвата частиц в режим ускорения создать из непрерывного пучка сгусток частиц максимально сжатого по фазе, при минимальном росте эмиттанса пучка. При этом возникает следующая трудность. В структурах с пространственно-однородной квадрупольной фокуси- ровкой, как следует из названия, фокусирующие силы, действующие на частицу, не зависят от их фазы. Этот факт позволяет в момент формирования из непрерывного пучка сгустка заряженных частиц фокусировать все 360° пучка. При фокусировке не- однородными ВЧ-квадруполями (зазор с «рогами») эффективная фокусировка возможна лишь для частиц с фазой пролета ускоряющего периода, близкой к нулю. Рис.6. Фазовый портрет и поперечные профили пучка в момент прохождения первого квадрупольного дуплета В рассматриваемом канале эта проблема решается за счет фазового движения. Структура группи- рующего участка рассчитана таким образом, что в момент прохождения середины квадрупольного дуплета сгусток частиц максимально сжат по фазе. На Рис.6 представлен фазовый портрет и профили пучка в плоскостях X и Y в момент прохождения первого квадрупольного дуплета. Как видно из графика, частицы пучка, захваченные в режим ускорения, сосредоточены в узком диапазоне фаз вблизи синхронной частицы и эффективно взаимодействуют с полем ВЧ-квадруполя. Такое построение ускоряющего канала позволяет обеспе- чить радиальную устойчивость частиц с углом захвата более 180° при высоком темпе ускорения и незначительном росте эмиттанса пучка. Реализовать данный тип фокусировки возможно используя IH- структуру. При этом нужно отметить следующее обстоятельство. Создание квадрупольных компонент поля осуществляется за счет введения в ускоряющий зазор дополнительных электродов («рогов»), что значительно снижает электрическую прочность такого зазора. Поэтому разность потенциалов между электродами в квадрупольном зазоре должна быть значительно меньше, чем в осесимметричном. 330 Причем с ростом энергии частиц это различие возрастает. Возникает необходимость плавной регулировки отношения разности потенциалов между электродами в осесимметричных и квадрупольных зазорах вдоль ускоряющей структуры. 331 Для IH-структуры осуществить такую регулировку можно азимутальным вращением штанги, на которой крепится центральная трубка дрейфа квадрупольного участка фокусировки (см. Рис.1). Величина угла вращения будет определять разность напряжений в соседних осесимметричных и квадрупольных зазорах. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Рассчитанный ускоряюще-фокусирующий тракт начальной части линейного ускорителя тяжелых ионов с комбинированой фокусировкой ВЧ-полем, обладая исключительной конструктивной просто- той, позволяет ускорять ионные пучки с импульс- ным током 5 мА, коэффициентом захвата ~50% и средним темпом ускорения ~ 2.3 МэВ/м. Это позволит ускорять ионы азота, алюминия, кальция, никеля, кобальта, железа и т.д. для имитации повреждаемости конструкционных материалов, используемых в элементах конструкций АЭС. ЛИТЕРАТУРА 1. И.М. Неклюдов. Состояние и проблемы атомной энергетики в Украине // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Физика радиационных повреждений и радиационное материало- ведение» (90). 2007, №2, c.3-9. 2. Авт. свидетельство СССР № 265312. Линейный ускоритель ионов / В.В. Владимирский, И.М. Капчинский, В.А. Тепляков // Бюл. ОИПТЗ. 1970, №10, с.75. Таблица 1. Основные параметры ускоряюще- фокусирующего тракта НЧУ с КВЧФ Рабочая частота 47.2 МГц Длина канала 642 см Число ускоряющих зазоров 78 Апертура (радиус) канала 0,4…0,7 см Структура фокусирующего периода OДФOO Распределение фаз синхронных частиц на основном фокусирующем периоде -700, 00,00 ,00,-400 Максимальная напряженность поля на поверхности электродов 185 кВ/см 3. M.L. Good. Phase-Reversal focusing in Linear Ac- celerators // Phys.Rev. 1953, №2, 538-541. 4. Я.Б. Файнберг. Переменно-фазовая фокусировка в линейных ускорителях // ЖТФ. 1959, т.29, в.5, с.568-569. 5. В.Г. Папкович, Н.А. Хижняк, Н.Г. Шулика. Переменно-фазовая фокусировка в линейном ускорителе // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Техника физ. эксперимента» (2). 1978, в.2, с.51-56. 6. В.А. Бомко, З.Е. Птухина, С.С. Тишкин, Н.Г. Шулика. Вариант фокусировки ускоря- ющим ВЧ-полем в линейных ускорителях ионов // Сборник докладов ХVIII Конференции по ускорителям заряженных частиц RUPAC-2002, т.1. Обнинск, 2004, с.227-230. Таблица 2. Расчетные параметры пучка Энергия инжекции 33 кэВ/н Выходная энергия 1 МэВ/н Ток инжекции 10 мA Ускоренный ток 5,2 мА 7. L. Smith, R.G. Glukstern. Focusing in linear ion ac- celerators //Rev. Scient. Instr. 1955, v.26, р.220-228. Входные поперечные эмиттансы пучка εx (rms) εy (rms) εx (100%) 0,071 мм⋅мрад 0,070 мм⋅мрад 0,432 мм⋅мрад 8. И.М. Капчинский. Теория линейных резонансных ускорителей. М.: «Энергоиздат», 1982. 9. А.Н. Коростелев, Н.С. Репалов, Н.А. Хижняк. Нелинейная теория движения сгустка заряженных частиц в высокочастотных и уско- ряющих полях: Препринт ХФТИ 90-11, с.1-12. εy (100%) 0,424 мм⋅мрад Выходные эмиттансы пучка εx (rms) εy (rms) εя (rms) εx (99%) εy (99%) 0,119 мм⋅мрад 0,114 мм⋅мрад 1574 град⋅кэВ 1,207 мм⋅мрад 1,119 мм⋅мрад 10. S.S. Tishkin. The numerical field calculation in structure with RFQ with the method of the auxiliary charges // Problems of Atomic Science and Technol- ogy. Series «Nuclear Physics Investigations». 2003, №1, p.121-123. εz (99%) 10029 град⋅кэВ 11. Р. Хокни, Дж. Иствуд. Численное моделирование методом частиц. М. «МИР», 1987. 12. W. Barth, V.O. Bomko, I. Dalh, et al. Metod for mini- mization of the beam phase volume growth on the post- stripping section of the UNILAC // Problems of Atomic Science and Technology. Series «Nuclear Physics In- vestigations». 2007, №5, p.171-174. Статья поступила в редакцию 07.05.2008 г. ACCELERATING CHANNEL FOR INITIAL SECTION OF HEAVY ION LINEAR ACCELERATOR WITH COMBINED HIGH- FREQURNCY FOCUSING S.S. Tishkin The channel for accelerating heavy ions with mass-to-charge ration of А/Q=15 is discussed. Stability of the particle motion in the channel is provided by integrated quadrupole high-frequency and alternating phase focusing. A principle for alternating and focusing is realized on the basis of IH-structure. ПРИСКОРЮЮЧИЙ КАНАЛ ПОЧАТКОВОЇ ЧАСТИНИ ЛІНІЙНОГО ПРИСКОРЮВАЧА ВАЖКИХ ІОНІВ З КОМБІНОВАНИМ ВИСОКОЧАСТОТНИМ ФОКУСУВАННЯМ С.С. Тішкін Описано канал для прискорення важких іонів з відношенням масового числа до зарядового А/Q=15. Стійкість руху частинок в каналі забезпечується за допомогою комбінації високочастотного квадрупольного і змінно-фазового фокусувань. Запропонована схема реалізації прискорююче-фокусуючого тракту на базі IH-структури.

Ускоряющий канал начальной части линейного ускорителя тяжелых ионов с комбинированной высокочастотной фокусировкой

Institution

Ähnliche Einträge