Материал: Международная телекоммуникатсионная конферентсия Молодеж и наука Ч.2 2015

Ускорительная техника, физика пучков…

предусмотреть место для фокусирующих элементов, поэтому длина линейной части канала (С) должна быть максимально большой. В результате, при оптимизации углов были выбраны следующие значения: поворот пучка в A магните 230 относительно начальной оси; в B магните на 24,70 относительно оси A магнита; в D магните на 22,70относительно оси B магнита. При этом длина линейной части канала составила 772,4

см.

Рис. 2. 3D план канала транспортировки:

А – 1-ый поворотный магнит; В – 2-ой поворотный магнит; С – линейная часть, предназначенная для фокусировочных элементов; D – 3-ий поворотный магнит; E – канал инжекции из ЛУ-20 в Нуклотрон

Соединение канала с каналом инжекции из ЛУ-20 (Е), имеет сложную систему, требующую усовершенствования третьего поворотного магнита (D). В дальнейшем планируется расчет и оптимизация динамики пучка в канале путем варьирования местоположения фокусирующих элементов на прямолинейном участке (С).

Список литературы

1.NICA Technical Design Report, vol.1-4, Dubna 2015.

2.A.V.Butenko et al., «The heavy ion linac at the NICA project», Proceedings of LINAC2014, Geneva, Switzerland

3.A.V.Butenko et al., «Development of the NICA injection facility», Proceedings of IPAC2013, Shanghai, China

4.Summer student program in JINR report

http://students.jinr.ru/ru/jinr2015-participants?task=application.downloadreport&report_id=9

_______________________________________________________________________

Ускорительная техника, физика пучков…

И.В. РЫБАКОВ Научный руководитель – В.В. ПАРАМОНОВ, д.ф.-м.н.

Институт ядерных исследований Российской академии наук, Москва

АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМПЕНСИРОВАННЫХ УСКОРЯЮЩИХ СТРУКТУР ДЛЯ ОСНОВНОЙ ЧАСТИ ИНТЕНСИВНОГО ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ ИОНОВ ВОДОРОДА ИЯИ РАН

Представлены результаты сравнительного анализа Электродинамических Характеристик (ЭДХ) компенсированных ускоряющих структур, как апробированных в мировой практике для основных частей интенсивных Линейных Ускорителей (ЛУ) ионов водорода, так и перспективных разработок. Проведено сравнение структур по параметрам эффективности использования ВЧ мощности, дисперсионным характеристикам и стабильности распределения ускоряющего поля.

Данная работа стимулируется необходимостью замены первого резонатора Основной Части (ОЧ) интенсивного ЛУ ИЯИ РАН, входящего в мире в число уникальных электрофизических установок, с целью повышения средней мощности пучка и надежности работы ЛУ в целом.

На данном этапе работы, с использованием современных средств численного моделирования, проведено сравнение ЭДХ как апробированных в мировой практике интенсивных ЛУ структур – Ускоряющей Структуры с Шайбами и Диафрагмами (УСШД) [1], Side Coupled Structure (SCS) [2], Annular Coupled Structure (ACS) [3], так и перспективной разработки Cut Disk Structure (CDS) [4], показанных на Рис.1.

г)

в)

б)

a)

Рис. 1. Геометрия исследуемых структур а) УСШД б) ACS в) SCS г) CDS

_______________________________________________________________________

102 ISBN 978-5-7262-2222-6. XIX конференция «Молодежь и наука»

Ускорительная техника, физика пучков…

Оптимизирована конфигурация трубок дрейфа в рассматриваемых структурах. Показано, что применение оптимизированной конфигурации в УСШД позволяет на 10% повысить эффективность использования ВЧ мощности. Основные характеристики рассматриваемых структур приведены в Таблице 1. Структуры обладают примерно одинаковой эффективностью использования ВЧ мощности, определяемой величиной эффективного шунтового сопротивления Rш.эфф.

Таблица 1.

На Рис. 2 показаны расчетные дисперсионные характеристики структур. По величине коэффициента связи подавляющее преимущество имеет УСШД. Но в окрестности рабочего колебания УСШД присутствуют паразитные колебания с вариациями поля по азимуту, смещение которых требует введения в структуру дополнительных элементов, усложняющих изготовление и настройку резонатора.

Рис. 2. Дисперсионные характеристики структур

В дальнейшем, с дополнением анализом технико-экономических вопросов изготовления резонатора, будет определена рекомендуемая структура и сформулированы задачи необходимой НИОКР для изготовления резонатора.

Список литературы

1.Б.П. Мурин, ред. Линейные ускорители ионов, М. Атомиздат, 1981.

2.S. Henderson et. al., The SNS accelerator design. NIM, A763, p. 610-673, 2014.

3."Accelerator Technical Design Report for J-PARC", KEK Report 2002-13 (2003).

4.V. Paramonov et. al, The PITZ CDS Booster Cavity RF Tuning and Start of Conditioning. Proc. 2010 Linac Conference, p. 241, 2010.

_______________________________________________________________________

Ускорительная техника, физика пучков…

Д.С БАЗЫЛЬ1 Научный руководитель – Е. ШАПОШНИКОВА2

1Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,

2Европейский Центр ядерных исследований(ЦЕРН)

РАСЧЕТ И ЭКСПИРМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛН ВЫСШЕГО ТИПА (ВВТ) КРУГЛОГО ДИАФРАГМИРОВАННОГО ВОЛНОВОДА (КДВ) УСКОРЯЮЩЕГО КОМПЛЕКСА SPS (ЦЕРН)

В рамках проекта повышения светимости Большого Адронного Коллайдера (БАК) необходима импендансная модель продольных волн ускоряющего комплекса SPS (ЦЕРН). В данной статье приводятся результаты расчетов и измерений для продольных ВВТ в КДВ, который является частью SPS.

Исследовался КДВ, работающий в режиме бегущей волны, на предмет наличия опасных для динамика пучка ВВТ. Основная волна E010 возбуждается на частоте 800 МГц. Расчет продольного сопротивления связи Z|| дает общее представление о присутствующих в структуре продольных ВВТ. Далее необходимо произвести расчет R/Q||, пользуясь программой CST Studio [1]. Пользуясь теоремой о малых возмущениях измерялись электрические поля в структуре и рассчитаны экспериментальные значе-

ния R/Q||.

Значение продольного сопротивления связи определяется отношением преобразования Фурье продольной компоненты возбужденного потенциала, к преобразованию Фурье распределения заряда λ(s) [2]:

где W|| – возбужденная функция, λ(s) – распределение заряда.

На Рис. 1 приведена зависимость |Z||| от частоты F, полученная в CST. Из графика на Рис. 1 четко видно три пика с относительно высоким продольным сопротивлением связи. Первый пик на частоте 800 МГц соответствует ускоряющей волне, два других – ВВТ.

Пользуясь полученной информацией о местоположении ВВТ в полосе частот, проведены расчеты с целью определения R/Q|| в полосе частот. Результат расчетов приведен на Рис. 2. Измерения проведены для ВВТ на частоте F~1.93 ГГц. Параметр R/Q|| определяется по следующей формуле:

_______________________________________________________________________

104 ISBN 978-5-7262-2222-6. XIX конференция «Молодежь и наука»

Ускорительная техника, физика пучков…

где |Ez| – модуль продольного электрического поля на центральной оси, – фаза волны, k – постоянная распространения частицы, z – продольная

координата, w – циклическая частота, U – запасенная энергия в структуре б, l – длина структуры.

Первые измерения показали, что профиль рассчитанного продольного электрического поля в определенной мере соответствует измеренному. В

Табл. 1 приведены экспериментальные и расчетные значения для R/Q||.

Табл. 1. Результаты расчета и эксперимента по поре делению R/Q||.

Как видно из Табл. 1 расчет и эксперимент хорошо согласуются.

Список литературы

1.http://www.cst.com // CST Studio Suite User Manual

2.“Wake Fields and Impedance” // L. Palumbo,V.G. Vaccaro, M. Zobov

_______________________________________________________________________