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

Ускорительная техника, физика пучков…

Е.Р. ХАБИБУЛЛИНА Научный руководитель – Т.В. КУЛЕВОЙ, к.ф.-м.н.

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Институт теоретической и экспериментальной физики, Москва

МОДЕРНИЗАЦИЯ КАНАЛА ТРАНСПОРТИРОВКИ ИОННОГО ПУЧКА Sn132 ОТ МАСС-СЕПАРАТОРА ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ (HRMS) ДО УСТРОЙСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЗАРЯДА ПЕРВИЧНОГО ПУЧКА

ДЛЯ ПРОЕКТА SPES

Рассмотрена модификация участка канала транспортировки пучка ионов Sn132 от масс-сепаратора высокого разрешения (HRMS) до устройства повышения заряда первичного пучка (Charge Breeder) с целью улучшения пропускной способности данного сорта частиц.

В Национальной Лаборатории Леньяро (LNL INFN) ведется строительство нового ускорительного комплекса для реализации проекта SPES по получению нейтронно-избыточных радиоактивных ионов [1].

Проведено моделирование динамики пучка в пакете TraceWin [2] с оп-

тимизированной конструкцией HRMS (High Resolution Mass Spectrometer)

с использованием электростатических дефлекторов, расположенных на входе и выходе прямолинейного канала структуры, являющийся соединительным звеном между HRMS и устройством повышения заряда первичного пучка на основе ЭЦР источника (далее источник) [3].

Рис. 1. Участок ускорительного комплекса от масс-сепаратора высокого разрешения (HRMS) до устройства повышения заряда первичного пучка, 1 – HRMS сепаратор, 2,4 – электростатический дефлектор, 3 – прямолинейный транспортный канал, 5 – ЭЦР источник

_______________________________________________________________________

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

Ускорительная техника, физика пучков…

По результатам моделирования разработан канал транспортировки, позволяющий провести однозарядный пучок Sn132 с незначительными потерями (0,35%), наблюдающиеся только в самом HRMS. Проведена работа по уменьшению дисперсии на рассматриваемом участке до приемлемых значений (±80м). Для проверки результатов было проведено согласование пучка на выходе транспортного канала с реальным распределением поля начальной структуры источника (рис.2 и 3).

Рис. 2. Огибающая пучка для канала транспортировки проходящего от масссепаратора высокого разрешения (HRMS) до ЭЦР источника

Рис. 3. Дисперсионная характеристика

Список литературы

1.A. Pisent, L. Bellan, M. Comunian, B. Chalykh, A. Russo, L. Calabretta Spes Beam Dynamics // Proceedings of HB2014, East-Lansing, MI, USA. С.220-225.

2.D. Uriot and N. Pichoff, “TraceWin”, CEA Saclay, June 2014.

3.M. Comunian, A. Palmieri, A. Pisent, C. Roncolato The new RFQ as RIB INJECTOR of the ALPI Linc , IPAC13, p 3812.

_______________________________________________________________________

Ускорительная техника, физика пучков…

А.В. ЗИЯТДИНОВА Научный руководитель – Т.В. КУЛЕВОЙ, к.ф.-м.н.

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Институт теоретической и экспериментальной физики

ОПТИМИЗАЦИЯ УЧАСТКА ЛИНИИ ТРАНСПОРТИРОВКИ КОМПЛЕКСА SPES С УЧЕТОМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМЫ ПАРЫ ДВУХЗАЗОРНЫХ ГРУППИРОВАТЕЛЕЙ

Представлены результаты расчета динамики пучков заряженных частиц на участке от банчера до входа в ускоряющую структуру типа RFQ проекта SPES.

В Национальной Лаборатории Леньяро Национального Института Ядерной Физики в Италии развивается проект SPES (Selective Production of Exotic Species)[1]. SPES – это комплекс для производства пучков нейтрон-избыточных ядер высокой интенсивности и чистоты для проведения передовых. Радиоактивные пучки будут доускорены в сверхпроводящем линейном ускорителе ALPI (Acceleratore Lineare Per Ioni)[2]. В качестве начальной секции перед ALPI будет использоваться RFQ (Radio Frequency Quadrupole) структура. Для того чтобы увеличить коэффициент прохождения пучка в RFQ, перед ним планируется поставить double drift double buncher – система группировки пучка состоящая из двух двузазорных банчеров, работающих на частотах 5 МГц и 10 МГц. Данная работа была посвящена разработке канала транспортировки пучка 19+Sn132 от банчера до входа в RFQ структуру.

На рисунке 1 представлена конфигурация участка канала, для которого проводилось моделирование.

Задачи, поставленные для выполнения этой работы:

-нахождение оптимального расстояния между банчерами для максимально эффективной группировки пучка на входе в RFQ

-с помощью имеющихся оптических элементов обеспечить транспортировку пучка на данном участке без потерь, снизить дисперсию до нуля на входе в RFQ, и обеспечить согласование пучка с RFQ с учетом конструкционных особенностей зала

Основным методом решения данной задачи сало моделирование динамики пучка на заданном участке транспортной линии в пакете программ

TraceWin.

_______________________________________________________________________

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

Ускорительная техника, физика пучков…

Рисунок 1. Конфигурация канала от банчера до RFQ

На рисунке 2 представлены выходные параметры пучка.

Рисунок 2. Выходные параметры пучка

В ходе работы было проведено моделирование динамики пучка на заданном участке канала. Расстояние между банчерами выбиралось исходя из рекомендуемых в статье[4] и равно 1522 мм. Были подобраны локализация и значения магнитного поля фокусирующих элементов. Параметры пучка на входе в RFQ: εх=0.1119 мм.Пи.мрад, βх=0.0680 мм/Пи.мрад, αх=0.5139, εу=0.1118 мм.Пи.мрад, βу=0.0687 мм/Пи.мрад, αу=0.5219. Ко-

эффициент прохождения пучка 54,45%. Потери пучка на данном участке отсутствуют.

Список литературы

1.M. Comunian Physical design of the SPES facility// Radioactive Ion Beams and Facilities. Proceedings of HIAT 2012. TUC01. p. 136-142

2.M. Comunian, Beam dynamics of the linac LINAC ALPI-PIAVE in view of possible upgrades scenario for the SPES project //Proceedings of LINAC2012 ISBN 978-3-95450-122-9 TUPB032 p.546-548

3.A.Facco Il sistema di impulsamento per l'acceleratore Tandem //Linac dei Laboretori Nazionali di Legnaro LNL - INFN (REP) 024/89 p.4

_______________________________________________________________________

Ускорительная техника, физика пучков…

И.Д. СОКОЛОВ, Е.А. САВИН, С.В. МАЦИЕВСКИЙ Научный руководитель – Н.П. СОБЕНИН, д.т.н., профессор

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

КОАКСИАЛЬНЫЙ МНОГОПУЧКОВЫЙ ГЕНЕРАТОРНЫЙ РЕЗОНАТОР

Рассмотрены вопросы оптимизации геометрии генераторной части генератор- но-ускорительного модуля (ГУМ), представляющей собой коаксиальный резонатор с пролетными трубками. Рассмотрено влияние величины зазора между пролетными трубками на выходную ВЧ мощность. Для оптимального варианта приведены результаты настройки узла вывода ВЧ мощности.

Генераторная часть ГУМ представляет собой коаксиальный резонатор с шестью пролетными каналами, прототипом которого можно считать кольцевые резонаторы многопучковых клистронов, работающие на виде колебания E010.[1] Пролетные каналы в таких клистронах располагаются в один концентрический кольцевой ряд в области зазора взаимодействия [2]. Особенности устройства коаксиального многопучкового генераторного резонатора и его геометрические размеры представлены на рис.1, и в таблице 1.

Рис. 1. Геометрия резонатора генератора

Таблица 1. Геометрические размеры резонатора

Произведено исследование зависимости мощности выходного сигнала и КСВН от величины зазора между носиками пролётных трубок (g). При изменении этого размера частота модуляции пучков заряженных частиц должна соответствовать резонансной частоте резонатора (рис.2), поэтому

_______________________________________________________________________

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