Ионный монитор поперечного сечения протонного пучка промежуточных энергий линейного ускорителя ИЯИ РАН
Для обеспечения прозрачных измерений поперечного сечения пучка ускоренных протонов в широком диапазоне энергий, амплитуд и длительностей разработан и установлен на выходе линейного ускорителя ИЯИ РАН специальный ионизационный монитор поперечного сечения на остаточном газе. Приводится описание датчик...
Збережено в:
Дата: | 2008 |
---|---|
Автори: | , , , , , , , |
Формат: | Стаття |
Мова: | Russian |
Опубліковано: |
Інститут ядерних досліджень Росії
2008
|
Назва видання: | Вопросы атомной науки и техники |
Теми: | |
Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/111194 |
Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Цитувати: | Ионный монитор поперечного сечения протонного пучка промежуточных энергий линейного ускорителя ИЯИ РАН / П. Рейнгардт-Никулин, Ю. Калинин, С. Латушкин, А. Меньшов, А. Мирзоян, Е. Никулин, В. Резвов, А. Фещенко // Вопросы атомной науки и техники. — 2008. — № 3. — С. 55-59. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-111194 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-1111942017-01-09T03:04:46Z Ионный монитор поперечного сечения протонного пучка промежуточных энергий линейного ускорителя ИЯИ РАН Рейнгардт-Никулин, П. Калинин, Ю. Латушкин, С. Меньшов, А. Мирзоян, А. Никулин, Е. Резвов, В. Фещенко, А. Физика и техника ускорителей Для обеспечения прозрачных измерений поперечного сечения пучка ускоренных протонов в широком диапазоне энергий, амплитуд и длительностей разработан и установлен на выходе линейного ускорителя ИЯИ РАН специальный ионизационный монитор поперечного сечения на остаточном газе. Приводится описание датчика и системы регистрации и обработки изображений. Представлены результаты измерений импульсного тока протонов. Для забезпечення прозорих вимірів поперечного перерізу пучка прискорених протонів у широкому діапазоні енергій, амплітуд і тривалостей розроблений і встановлений на виході лінійного прискорювача ІЯД РАН спеціальний іонізаційний монітор поперечного перерізу на залишковому газі. Наведено опис датчика і системи знімання і обробки зображень. Представлено результати вимірів імпульсного струму протонів. Residual gas ion transverse section monitor (ITSM) is developed and installed on output INR Proton LINAC to provide non-intercepting measurements of beam pulse transverse section for wide energy and amplitude range. The ITSM functioning details and TV image processing system are described. The available results of beam pulse measurements are presented. 2008 Article Ионный монитор поперечного сечения протонного пучка промежуточных энергий линейного ускорителя ИЯИ РАН / П. Рейнгардт-Никулин, Ю. Калинин, С. Латушкин, А. Меньшов, А. Мирзоян, Е. Никулин, В. Резвов, А. Фещенко // Вопросы атомной науки и техники. — 2008. — № 3. — С. 55-59. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1562-6016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/111194 621.384.6 ru Вопросы атомной науки и техники Інститут ядерних досліджень Росії |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Russian |
topic |
Физика и техника ускорителей Физика и техника ускорителей |
spellingShingle |
Физика и техника ускорителей Физика и техника ускорителей Рейнгардт-Никулин, П. Калинин, Ю. Латушкин, С. Меньшов, А. Мирзоян, А. Никулин, Е. Резвов, В. Фещенко, А. Ионный монитор поперечного сечения протонного пучка промежуточных энергий линейного ускорителя ИЯИ РАН Вопросы атомной науки и техники |
description |
Для обеспечения прозрачных измерений поперечного сечения пучка ускоренных протонов в широком диапазоне энергий, амплитуд и длительностей разработан и установлен на выходе линейного ускорителя ИЯИ РАН специальный ионизационный монитор поперечного сечения на остаточном газе. Приводится описание датчика и системы регистрации и обработки изображений. Представлены результаты измерений импульсного тока протонов. |
format |
Article |
author |
Рейнгардт-Никулин, П. Калинин, Ю. Латушкин, С. Меньшов, А. Мирзоян, А. Никулин, Е. Резвов, В. Фещенко, А. |
author_facet |
Рейнгардт-Никулин, П. Калинин, Ю. Латушкин, С. Меньшов, А. Мирзоян, А. Никулин, Е. Резвов, В. Фещенко, А. |
author_sort |
Рейнгардт-Никулин, П. |
title |
Ионный монитор поперечного сечения протонного пучка промежуточных энергий линейного ускорителя ИЯИ РАН |
title_short |
Ионный монитор поперечного сечения протонного пучка промежуточных энергий линейного ускорителя ИЯИ РАН |
title_full |
Ионный монитор поперечного сечения протонного пучка промежуточных энергий линейного ускорителя ИЯИ РАН |
title_fullStr |
Ионный монитор поперечного сечения протонного пучка промежуточных энергий линейного ускорителя ИЯИ РАН |
title_full_unstemmed |
Ионный монитор поперечного сечения протонного пучка промежуточных энергий линейного ускорителя ИЯИ РАН |
title_sort |
ионный монитор поперечного сечения протонного пучка промежуточных энергий линейного ускорителя ияи ран |
publisher |
Інститут ядерних досліджень Росії |
publishDate |
2008 |
topic_facet |
Физика и техника ускорителей |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/111194 |
citation_txt |
Ионный монитор поперечного сечения протонного пучка промежуточных энергий линейного ускорителя ИЯИ РАН / П. Рейнгардт-Никулин, Ю. Калинин, С. Латушкин, А. Меньшов, А. Мирзоян, Е. Никулин, В. Резвов, А. Фещенко // Вопросы атомной науки и техники. — 2008. — № 3. — С. 55-59. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
series |
Вопросы атомной науки и техники |
work_keys_str_mv |
AT rejngardtnikulinp ionnyjmonitorpoperečnogosečeniâprotonnogopučkapromežutočnyhénergijlinejnogouskoritelâiâiran AT kalininû ionnyjmonitorpoperečnogosečeniâprotonnogopučkapromežutočnyhénergijlinejnogouskoritelâiâiran AT latuškins ionnyjmonitorpoperečnogosečeniâprotonnogopučkapromežutočnyhénergijlinejnogouskoritelâiâiran AT menʹšova ionnyjmonitorpoperečnogosečeniâprotonnogopučkapromežutočnyhénergijlinejnogouskoritelâiâiran AT mirzoâna ionnyjmonitorpoperečnogosečeniâprotonnogopučkapromežutočnyhénergijlinejnogouskoritelâiâiran AT nikuline ionnyjmonitorpoperečnogosečeniâprotonnogopučkapromežutočnyhénergijlinejnogouskoritelâiâiran AT rezvovv ionnyjmonitorpoperečnogosečeniâprotonnogopučkapromežutočnyhénergijlinejnogouskoritelâiâiran AT feŝenkoa ionnyjmonitorpoperečnogosečeniâprotonnogopučkapromežutočnyhénergijlinejnogouskoritelâiâiran |
first_indexed |
2025-07-08T01:47:04Z |
last_indexed |
2025-07-08T01:47:04Z |
_version_ |
1837041424422404096 |
fulltext |
УДК 621.384.6
ИОННЫЙ МОНИТОР ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ПРОТОННОГО
ПУЧКА ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЭНЕРГИЙ ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕ-
ЛЯ ИЯИ РАН
П. Рейнгардт-Никулин1, Ю. Калинин1, С. Латушкин2, А. Меньшов1, А. Мирзоян1,
Е. Никулин1, В. Резвов2, А. Фещенко1
1Институт ядерных исследований РАН, Москва, Россия
2РНЦ «Курчатовский институт», Москва, Россия
E-mail: petrrein@inr.ru
Для обеспечения прозрачных измерений поперечного сечения пучка ускоренных протонов в широком
диапазоне энергий, амплитуд и длительностей разработан и установлен на выходе линейного ускорителя
ИЯИ РАН специальный ионизационный монитор поперечного сечения на остаточном газе. Приводится опи-
сание датчика и системы регистрации и обработки изображений. Представлены результаты измерений им-
пульсного тока протонов.
1. ВВЕДЕНИЕ
На выходе линейного ускорителя ИЯИ РАН им-
пульсы протонов с энергией от 70 до 602 МэВ, ам-
плитудой 0,1…10 мА, длительностью 0,3…200 мкс
и частотой посылок от 1 до 50 Гц используются для
проведения физических экспериментов и приклад-
ных работ.
а)
б)
Рис.1. ИМПС на канале инжекции протонов с
энергией 400 кэВ а); ИМПС – 602 МэВ б)
Как и на других сильноточных ускорителях, на
линейных ускорителях особое внимание уделяется
прозрачности измерений параметров пучков, т.е. ми-
нимизации возмущений исследуемых пучков с це-
лью исключения дополнительной (вызванной про-
цессом измерений) активации установок.
Регистрация профилей пучка с помощью элек-
тронов, образовавшихся в остаточном газе вакуум-
ной камеры ускорителя под воздействием ускорен-
ных частиц [1,2], является именно таким прозрач-
ным способом измерений, который часто использу-
ется как на синхротронах, так и на каналах транс-
портировки пучков.
Весьма желательным является создание универ-
сальных измерителей, пригодных для разных типов
излучений и регистрирующих максимальное число
параметров пучка в максимальном диапазоне энер-
гий и амплитуд токов ускоренных частиц. Устрой-
ством, отвечающим этим запросам, является много-
параметрический ионизационный монитор попереч-
ного сечения (ИМПС) [3, 4] пучков ускоренных ча-
стиц и ионизирующих излучений (ИИ).
Ионизационные мониторы поперечного сечения
пучка ускоренных протонов линейного ускорителя
(ЛУ) ИЯИ РАН предназначены для получения ин-
формации о пучках с энергиями от 400 кэВ в канале
инжекции ЛУ до 602 МэВ на выходе ЛУ (Pис.1).
ИМПС позволяют в процессе настройки и экс-
плуатации ускорителя наблюдать и корректировать
следующие параметры:
− реальную форму и размеры поперечного сече-
ния пучка;
− временную форму импульсных токов протонов;
− положение пучка и его смещение относительно
оси ЛУ.
Кроме того, за счет регистрации изображений
поперечного сечения пучка с помощью телевизион-
ной камеры и компьютерной обработки изображе-
ний ИМПС позволяет наблюдать:
− распределение плотности ускоренных частиц в
поперечном сечении пучка;
− профили пучка.
____________________________________________________________
PROBLEMS OF ATOMIC SCIENCE AND TECHNOLOGY. 2008. № 3.
Series: Nuclear Physics Investigations (49), p.55-59. 55
mailto:petrrein@inr.ru
Как известно, ионизационные датчики имеют
высокую чувствительность и широкий динамиче-
ский диапазон, что позволяет регистрировать по-
перечные сечения пучков с интенсивностью от
нескольких наноампер на кв. мм до сотен миллиам-
пер. В настоящее время ионизационные датчики ис-
пытаны и используются на следующих пучках ИЯИ
РАН и РНЦ «Курчатовский институт» [5, 6]:
− пучок протонов и ионов циклотрона с энергией
до 30 МэВ и средним током 50 нА;
− импульсный пучок протонов инжектора линей-
ного ускорителя протонов длительностью до
200 мкс с энергией 400 кэВ и амплитудой до
115 мА;
− импульсный ускоренный пучок протонов ли-
нейного ускорителя протонов длительностью до
200 мкс с энергией 209 МэВ и амплитудой до
10 мА;
− пучки синхротронного излучения от накопи-
телей электронов с энергией 450 МэВ и 2,5 ГэВ.
Ионизационный монитор может быть использо-
ван для наблюдения, диагностики и коррекции по-
перечных сечений и параметров непрерывных и им-
пульсных пучков электронов, ионов, ультрафиоле-
тового, рентгеновского и гаммаизлучения практиче-
ски любых ускорителей и источников ИИ, оборудо-
ванных вакуумными каналами транспортировки
пучков или лучей при 10-5…10-8 Торр.
2. ОПИСАНИЕ ИМПС
ИМПС использует в качестве материала детекто-
ра остаточный газ вакуумной камеры каналов транс-
портировки пучка, что и обеспечивает прозрачность
измерений. А чувствительность датчика зависит, прежде
всего, от давления остаточного газа в вакуумной камере и
от ионизационных потерь ускоренных частиц в остаточном
газе.
Двумерное распределение плотности частиц лю-
бой формы, регистрируемое ИМПС, является более
информативной характеристикой пучка, чем профили
поперечного сечения пучков ИИ. Так как по двум
профилям, обычно получаемым с помощью прово-
лочных сеток, сканеров или с традиционных иониза-
ционных датчиков на электронной составляющей
ионизированного газа, нельзя восстановить истинную
картину поперечного распределения частиц пучка.
ИМПС состоит из ионизационного датчика в ва-
куумном боксе, высоковольтных источников пита-
ния, телевизионной камеры и персонального
компьютера со специализированным аппаратным и
программным обеспечением для обработки полу-
ченных изображений.
Как в канале инжекции, так и на выходе ЛУ ИЯИ
РАН пучок имеет непрерывную структуру внутри
импульсов тока.
2.1. ИОНИЗАЦИОННЫЙ ДАТЧИК ПОПЕРЕЧ-
НОГО СЕЧЕНИЯ ПУЧКА УСКОРЕННЫХ ЧА-
СТИЦ
Методика измерений основана на предваритель-
ном ускорении и последующем энергетическом ана-
лизе ионов остаточного газа вакуумной камеры. В
работе [5] даны схема, подробный анализ и расчет
возможных искажений при регистрации поперечно-
го сечения многопараметрическим датчиком.
ИМПС работает следующим образом. Электриче-
ским полем двух электродов, образующих плоских
конденсатор, ионы остаточного газа ускоряются к из-
влекающему электроду, имеющему щель, перпенди-
кулярную оси пучка. Ионы, ускоренные вертикаль-
ным полем извлекающего конденсатора, проходят че-
рез щель и формируются в ленточный пучок.
Пространственное распределение частиц в этом
пучке вдоль щели соответствует распределению ис-
следуемого пучка по горизонтали. Энергетическое
распределение извлеченных ионов соответствует рас-
пределению исследуемого пучка по вертикали.
После прохождения ионов, ускоренных в извле-
кающем конденсаторе, в электрическом поле второго
конденсатора, анализирующего по энергии ленточ-
ный пучок, на экране электронно-оптического преоб-
разователя (ЭОП) формируется двумерное оптиче-
ское изображение, соответствующее поперечному
распределению частиц в исследуемом пучке.
ЭОП состоит из двух микроканальных пластин
(МКП) и люминесцентного экрана. Электронный
умножитель на сборке из двух МКП усиливает заряд
от иона в 103…108 раз в зависимости от приложен-
ного к сборке напряжения. Этот электронный заряд
ускоряется в промежутке между сборкой и люми-
несцентным экраном и рождает вспышку люминес-
центного излучения.
Анализирующий конденсатор размещен под уг-
лом 45о к направлению извлечения ионов и к плос-
кости извлекающего электрода и обеспечивает ли-
нейную связь размеров полученного изображения с
размерами исследуемого ускоренного пучка. Расчет
движения ионов в однородных электрических полях
показывает, что координаты иона на МКП не зави-
сят ни от его заряда, ни от массы, ни от их отноше-
ния и определяются только геометрией и отношени-
ем напряженностей извлекающего Еи и анализирую-
щего Еа электрических полей. Т.е. все положительно
заряженные ионы остаточного газа дают вклад в
изображение.
Например, задав картину ускоренных протонов в
поперечном сечении пучка (и, соответственно, для
ионов остаточного газа) как двумерное распределе-
ние Гаусса:
f(x,y) = Exp[-((x/100)2)] Exp[-((y/70)2)] ,
x={-250, 250}, y={-250, 250}, 2σ2
x=100, 2σ2
y=70,
можно представить картину распределения ионов на
плоскости, перпендикулярной пластинам извлекаю-
щего конденсатора, в виде, показанном на Pис.2,а.
Это распределение трансформируется на входе
МКП и на люминесцентном экране к виду, показан-
ному на Pис.2,б, при значениях полей иа ЕЕ =2/ .
При наблюдении этой новой, растянутой по оси y
картины под углом 45 градусов распределение
Pис.2,б будет снова выглядеть по y практически так
же, как на Pис.2,а.
Пространственное разрешение устройства, как
легко видеть, определяется шириной щели извле-
кающего конденсатора.
56
а) б)
Рис. 2
2.2. ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ И РАЗРЕШАЮ-
ЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ДАТЧИКА
Чувствительность датчика при заданном давле-
нии зависит от ионизационных потерь энергии уско-
ренного пучка протонов dW/dz МэВ см2/г в остаточ-
ном газе. Зависимость dW/dz на энергиях выше
200 МэВ рассчитывается по стандартной формуле
Бете-Блоха. При энергиях ниже 100 МэВ ионизаци-
онные потери можно найти, пользуясь справочными
данными [7] или формулой [8]:
-dW/dz = (72q2*(A/W))ln(160W/(AZ)), (1)
где q − заряд ускоренной частицы, W − энергия ча-
стицы, А − массовое число частицы, Z – атомный но-
мер среды.
Из сравнения потерь для пучков 400 кэВ и
209 МэВ следует, что число ионов, произведенных
при этих энергиях протонным пучком, отличается
примерно в 160 раз (dW400 keV/dW209 MeV ≈ 160).
Опыт эксплуатации ИМПС на циклотроне РНЦ
«Курчатовский институт» показал, что отношение
сигнал/шум ≥ 3 обеспечивается при плотности сред-
него тока ионов остаточного газа 10-16 А/мм2 или
600…700 частиц/мм2с.
Кроме того, пороговая чувствительность ИМПС
повышается следующими известными средствами:
− использованием черно-белой ТВ-камеры с воз-
можностью объединения сигналов группы пик-
селей ПЗС матрицы;
− охлаждением ПЗС матрицы;
− подбором рабочего режима МКП;
− выбором люминофора с длиной волны излуче-
ния, соответствующей максимальной чувстви-
тельности ПЗС матрицы, использованием режи-
ма накопления видеоинформации в компьютере;
− регулировкой напряжения между МКП и люми-
нофором.
Дополнительным источником ложных сигналов
с ЭОП могут служить гамма-кванты, ультрафиоле-
товые и рентгеновские фотоны, падающие на МКП
или ПЗС матрицу.
3. РЕГИСТРАЦИЯ И ОБРАБОТКА ТЕЛЕ-
ВИЗИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ
Изображение поперечного сечения пучка прото-
нов с энергией 209 МэВ ЛУ ИЯИ снимается с помо-
щью цифровой телевизионной системы Видеоскан
285 [9]. Система состоит из цифровой ТВ-камеры на
ПЗС матрице с электронным затвором, оптического
кабеля с интерфейсными устройствами и платы за-
хвата телевизионного кадра.
Обработка полученной информации производит-
ся с помощью специализированного программного
обеспечения (ПО), поставляемого вместе с систе-
мой. ПО позволяет производить следующие дей-
ствия по управлению ТВ-камерой:
− увеличивать чувствительность ТВ-камеры за
счет аппаратного сложения сигналов с группы
пикселей ПЗС матрицы;
− выбирать длительности экспозиции посред-
ством электронного затвора в пределах 39 мкс…
132 с;
− запускать камеру от внешнего синхроимпульса,
что дает возможность сдвигать импульс экспо-
зиции электронного затвора вдоль импульса
тока протонов, и наблюдать изменения попереч-
ного сечения части импульса тока при сдвиге
экспозиции от начала к концу импульса;
− изменять коэффициент усиления сигналов с
ПЗС матрицы, регулируя яркость изображения
на экране компьютера.
Кроме того, ПО позволяет обрабатывать изобра-
жения и получать из них профили, гистограммы и
суммарные изображения поперечного сечения при
сложении нескольких кадров, что также повышает
чувствительность системы.
Для обеспечения максимальной чувствительно-
сти была выбрана ТВ-камера, имеющая черно-бе-
лую ПЗС матрицу. Эта матрица обладает макси-
____________________________________________________________
PROBLEMS OF ATOMIC SCIENCE AND TECHNOLOGY. 2008. № 3.
Series: Nuclear Physics Investigations (49), p.55-59. 57
мальной чувствительностью в зеленой области спек-
тра, в которой и излучает люминофор ЭОП.
Для охлаждения матрицы используется термо-
электрический элемент Пельтье. Охлаждение ПЗС
матрицы приводит к уменьшению темнового тока.
Этот ток постоянно присутствует на ПЗС и мешает
проведению измерений при больших экспозициях,
поскольку заполняет пиксели матриц тепловыми
электронами, которые не содержат полезной инфор-
мации.
Применение оптоволоконного кабеля позволяет
передавать сигналы изображения на значительное
расстояние (до 15 км) без дополнительных искаже-
ний информации, которые неизбежно присутствуют
при передаче по радиочастотному кабелю или витой
паре.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Рабочее давление в каналах транспортировки ЛУ
ИЯИ РАН не хуже 10-6 Торр, чего достаточно для
нормальной работы МКП.
На Pис.3,а,б,в показаны изменения изображения
поперечного сечения пучка протонов с энергией
209 МэВ (dW/dz ≈ 2,5 MэВ см2/г) в процессе про-
дольно − поперечной настройки линейного ускори-
теля ИЯИ в виде последовательности кадров от со-
стояния с большими потерями пучка до состояния с
малыми потерями. Регистрировался полный кадр
без сложения пикселей со средней частотой 7,7 Гц.
На Pис.3 видны оси, нарисованные на люминофоре.
Изображения были получены при токе 4,8…5 мА,
длительности импульса 70 мкс, общем потенциале
на детекторе 7 кВ, коэффициенте усиления камеры
120. Ширина щели извлекающего конденсатора рав-
на 1 мм. (Минимальная ширина щели на пучке цик-
лотрона была равна 0,1 мм). Т.е. пространственное
разрешение для пучка с характерным размером
10 мм равно ±0,5 мм. При этих параметрах пучка и
щели поток ионов, падающий на ЭОП, уменьшается
примерно в 104 раз по сравнению с потоком, на ко-
тором был испытан ИМПС на канале инжекции
(400 кэВ).
Следует отметить, что использование стандарт-
ного ПО позволяет не только увеличить пороговую
чувствительность ИМПС, но и поднять среднюю ча-
стоту записи кадров в оперативную память от 7,7 до
25 Гц при использовании аппаратного сложения
сигналов с пикселей ПЗС.
а) б) в)
Рис.3
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
К настоящему времени ИМПС для пучков как
высокой, так и низкой энергии успешно испытаны и
используются на ЛУ ИЯИ РАН.
ИМПС отличаются чрезвычайно высокой чув-
ствительностью, высоким быстродействием и
большим динамическим диапазоном: впервые уда-
лось получить изображение поперечного сечения
пучка протонов с энергией в сотни мегаэлектрон-
вольт (209 МэВ) от единичных импульсов тока про-
тонов линейного ускорителя (см. Pис.3). Учитывая,
что со стандартных проволочных сканеров, которы-
ми оборудован ЛУ, данные поступают за 180 се-
кунд, локально увеличивая потери пучка, а с ИМПС
за 140 мс без увеличения потерь, преимущества ис-
пользования ИМПС при настройке пучков трудно
недооценить.
Кроме того, следует особо подчеркнуть, что
регистрация однократных импульсов пучка прото-
нов с энергией 209 МэВ производилась без сложе-
ния сигналов с пикселей и без суммирования кад-
ров. Это означает, что ИМПС на участке 602 МэВ,
работая при потоке вторичных ионов примерно в
10000 раз меньшим, чем на пучке протонов с энер-
гией 400 кэВ, перечисленные выше средства по уве-
личению пороговой чувствительности не использо-
вал. И, следовательно, этот результат и возможность
увеличивать чувствительность системы еще, по
крайней мере, на два-три порядка позволяют наде-
яться на успешное применение ИМПС для регистра-
ции характеристик пучка линейного ускорителя, как
с существенно большей энергией, так и с суще-
ственно меньшей интенсивностью. Кроме того, ши-
рина щели может быть уменьшена до 0,1 мм, что
позволит применять ИМПС на пучках меньшего по-
перечного размера, причем яркость изображения не
уменьшится, если плотность пучка увеличится соот-
ветствующим образом при уменьшении его размера.
В настоящее время в ИЯИ РАН, исходя из нужд
экспериментов и прикладных исследований, плани-
руется более интенсивное применение ИМПС в экс-
периментах по ядерной физике и физике элементар-
ных частиц, а также в протонной терапии.
Работа выполнена в рамках и при поддержке Це-
левой научно-технической программы «Разработка
58
уникальных научно-исследовательских приборов и
оборудования для учреждений РАН».
ЛИТЕРАТУРА
1. W.N. De Luca // IEEE Trans: Nucl. Sci. 1969,
V.NS-16, p.813.
2. W. Hain, F. Horstra, A. Laros, et al. //Proc. EPAC-
90. Nice, 1990, June 12-16, v.1, p.759-761.
3. В.А. Резвов, Л.И. Юдин А.с. 1392645 СССР //
Б.И. 1988, №16, с.32.
4. В.Г. Михайлов, В.А. Резвов, В.И. Скляренко,
Л.И. Юдин. А.с. 1962528 СССР // Б.И. 1989, №8,
с.294.
5. В.Г. Михайлов, В.В. Леонов, В.А. Резвов, и др.
Многопараметрические ионизационные датчики
для контроля пучков ускоренных частиц // ПТЭ.
1995, №6, с.39-53.
6. S.K. Esin, E.S. Nikulin, V.A. Rezvov, O.T. Frolov,
L.I. Ioudin, V.P. Yakushev, -Institute for Nuclear
Research, RAS, *-RRC Kurchatov Institute,
Moscow, Russia. Non-interrupted beam cross-sec-
tion detector on the MMF injector // Вопросы
атомной науки и техники. Серия «Ядерно-фи-
зические исследования» (42). 2004, №1, с.86-88.
7. А.И. Пучеров, С.В. Романовский, Т.Д. Чесноко-
ва. Таблицы массовой тормозной способности
и пробегов частиц с энергией 1…100 МэВ. Киев:
«Наукова думка», 1972.
8. М.Н. Царегородцев. Ядерная электроника.
Часть 2, Москва: «МИФИ», 1966, с.3.
9. http://www.videoscan.ru/page/739
ION TRANSVERSE SECTION MONITOR FOR INTERMEDIATE ENERGY BEAM OF INR PROTON
LINAC
P. Reinhardt-Nickoulin, Yu. Kalinin, S. Latushkin, A. Menshov, A. Mirzojan, E. Nikulin,
V. Rezvov, A. Feschenko
Residual gas ion transverse section monitor (ITSM) is developed and installed on output INR Proton LINAC to
provide non-intercepting measurements of beam pulse transverse section for wide energy and amplitude range. The
ITSM functioning details and TV image processing system are described. The available results of beam pulse mea-
surements are presented.
ІОННИЙ МОНІТОР ПОПЕРЕЧНОГО ПЕРЕРІЗУ ПРОТОННОГО ПУЧКУ ПРОМІЖНИХ ЕНЕРГІЙ
ЛІНІЙНОГО ПРИСКОРЮВАЧА ІЯД РАН
П. Рейнгардт-Нікулін, Ю. Калінін, С. Латушкин, А. Меньшов, А. Мірзоян, Є. Нікулін, В. Резвов,
А. Фещенко
Для забезпечення прозорих вимірів поперечного перерізу пучка прискорених протонів у широкому
діапазоні енергій, амплітуд і тривалостей розроблений і встановлений на виході лінійного прискорювача
ІЯД РАН спеціальний іонізаційний монітор поперечного перерізу на залишковому газі. Наведено опис
датчика і системи знімання і обробки зображень. Представлено результати вимірів імпульсного струму
протонів.
____________________________________________________________
PROBLEMS OF ATOMIC SCIENCE AND TECHNOLOGY. 2008. № 3.
Series: Nuclear Physics Investigations (49), p.55-59. 59
|