Численное моделирование группировки и ускорения сильноточного протонного пучка в линейном ускорителе с фокусировкой электронным пучком

Методом компьютерного моделирования исследуется ускорение протонов с током 0.1...0.6 А, энергией до 3 МэВ. Рабочая частота ускорителя 152.5 МГц. Параметры фокусирующего электронного пучка меняются в пределах: ток 40...100 А, энергия 100 кэВ, напряженность фокусирующего магнитного п...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:	Вопросы атомной науки и техники
Datum:	2004
Hauptverfasser:	Иванов, Б.И., Шулика, Н.Г.
Format:	Artikel
Sprache:	Russisch
Veröffentlicht:	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2004
Schlagworte:	Динамика пучков ионов
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80457
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:	Численное моделирование группировки и ускорения сильноточного протонного пучка в линейном ускорителе с фокусировкой электронным пучком / Б.И. Иванов, Н.Г. Шулика // Вопросы атомной науки и техники. — 2004. — № 4. — С. 139-144. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860190053848842240
author	Иванов, Б.И. Шулика, Н.Г.
author_facet	Иванов, Б.И. Шулика, Н.Г.
citation_txt	Численное моделирование группировки и ускорения сильноточного протонного пучка в линейном ускорителе с фокусировкой электронным пучком / Б.И. Иванов, Н.Г. Шулика // Вопросы атомной науки и техники. — 2004. — № 4. — С. 139-144. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Вопросы атомной науки и техники
description	Методом компьютерного моделирования исследуется ускорение протонов с током 0.1...0.6 А, энергией до 3 МэВ. Рабочая частота ускорителя 152.5 МГц. Параметры фокусирующего электронного пучка меняются в пределах: ток 40...100 А, энергия 100 кэВ, напряженность фокусирующего магнитного поля 2...3 кЭ. Коэффициент захвата протонов в ускорение достигает 99%. За допомогою комп'ютерного моделювання досліджується прискорення протонів із струмом 0.1 ...0.6 А, енергією до 3 МеВ. Робоча частота 152.5 МГц. При цьому параметри фокусуючого електронного пучка змінюються у межах: струм 40...100 А, енергія 100 кеВ, напруженість фокусуючого магнітного поля 2...3 кЕ. Коефіцієнт захоплення протонів у прискорення досягає 99%. In this work it is simulated acceleration of the proton beam with current of 0.1...0.6 A, energy up to 3 MeV. In this case the parameters of focusing electron beam are varied in the following limits: the current is 40...100 A, energy 100 kV, intensity of focusing magnetic field 2...3 kOe. The efficiency of proton capture to the acceleration process has been calculated up to 99%.
first_indexed	2025-12-07T18:06:03Z
format	Article
fulltext	УДК 621.384.6 ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГРУППИРОВКИ И УСКОРЕНИЯ СИЛЬНОТОЧНОГО ПРОТОННОГО ПУЧКА В ЛИНЕЙНОМ УСКО- РИТЕЛЕ С ФОКУСИРОВКОЙ ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ Б.И. Иванов, Н.Г. Шулика ННЦ ХФТИ, 61108, Харьков, ул. Академическая, 1, Украина Методом компьютерного моделирования исследуется ускорение протонов с током 0.1...0.6 А, энергией до 3 МэВ. Рабочая частота ускорителя 152.5 МГц. Параметры фокусирующего электронного пучка меняются в пределах: ток 40...100 А, энергия 100 кэВ, напряженность фокусирующего магнитного поля 2...3 кЭ. Коэффи- циент захвата протонов в ускорение достигает 99%. 1. ВВЕДЕНИЕ Целью данной работы является разработка физи- ческих основ для создания опытного образца силь- ноточного линейного ускорителя протонов на отно- сительно низкие энергии (10…30 МэВ), работающе- го в непрерывном (или квазинепрерывном) режиме, который может служить начальной частью полно- масштабного линейного резонансного ускорителя со средним током до 30 мА и выходной энергией до 1 ГэВ. Пучки протонов с такой энергией и интенсив- ностью предполагается использовать (см., например, [1,2]) для создания мощных источников нейтронов для управления подкритическим ядерным реактором, в котором принципиально исключен неконтролируе- мый рост скорости цепной реакции, приводящей к авариям типа чернобыльской. Кроме того, при увели- чении среднего тока ускоренного пучка протонов до 200…300 мА с помощью таких ускорителей возмож- но «сжигание» (трансмутация) долгоживущих радио- активных изотопов, образующихся в ядерном топлив- ном цикле действующих энергетических реакторов как на тепловых, так и на быстрых нейтронах. В настоящее время практически во всех сооружае- мых и разрабатываемых мощных линейных ускорите- лях ионов применяется начальная часть ускорителя (НЧУ) на основе пространственно-однородной квад- рупольной фокусировки (ПОКФ), предложенной И.М. Капчинским и В.А. Тепляковым [3]. В процессе формирования, группировки и пред- варительного ускорения в НЧУ ионного пучка зна- чительно повышается коэффициент захвата пучка в режим ускорения и увеличивается кулоновский пре- дел интенсивности ускоренного тока. Особенности ПОКФ уже достаточно хорошо изучены, и весь пре- дыдущий опыт работы с ускорителями на этой осно- ве сконцентрирован и реализован при разработке, сооружении и запуске в Лос-Аламосе демонстраци- онного ускорителя LEDA [4], рассчитанного на не- прерывный режим работы с интенсивностью про- тонного пучка равной 100 мА. И хотя в отдельных экспериментах на ускорительных установках на основе ПОКФ получены более интенсивные протон- ные пучки (свыше 200 мА), учитывая знакоперемен- ный характер сил, обеспечивающих поперечную устойчивость движения частиц в этих каналах, вряд ли стоит ожидать существенного увеличения интен- сивности протонных пучков в устойчиво работаю- щих ускорителях этого типа по сравнению с интен- сивностью пучка в демонстрационном ускорителе LEDA. Поэтому с целью увеличения предела интенсив- ности ускоряемых пучков разработчики ускорителей ведут поиск других направлений реализации НЧУ с фокусировкой знакопостоянными поперечными си- лами, в частности, с помощью продольного магнит- ного поля, создаваемого сверхпроводящими солено- идами [5,6]. Разработан проект ускорителя на энер- гию 1 ГэВ и средний ток до 250 мА, в котором при- меняется НЧУ с поперечной фокусировкой сверх- сильным продольным магнитным полем. Добиться снижения фокусирующего продольно- го поля можно, применяя для фокусировки ионов электронный пучок, удерживаемый на оси канала продольным магнитным полем. При этом для удер- жания мощного электронного пучка с про- странственным зарядом, достаточным для фокуси- ровки протонов, необходимы магнитные поля в 20… 30 раз меньше, чем для фокусировки протонов. Та- кая система фокусировки вполне может быть реали- зована без применения сверхпроводящих соленои- дов. Теоретически возможность фокусировки прото- нов электронным пучком рассмотрена в работе [7], а некоторые экспериментальные результаты приведе- ны в работе [8]. Однако к настоящему времени си- стематические исследования этого метода в при- менении к линейным резонансным ускорителям про- тонов были представлены слабо. В предлагаемой работе приведены результаты исследований с помощью компьютерного моделиро- вания основных особенностей каналов формирова- ния, группировки и ускорения сильноточного про- тонного пучка от энергии 100 кэВ до энергии 3.0 МэВ с фокусировкой объемным зарядом электронного пуч- ка. Предварительные результаты по данной тематике изложены в [9,10]. В настоящей работе содержится подробная информация о методике компьютерного моделирования и приводится физическая интерпрета- ция полученных результатов. 2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КАНАЛА С РАБОЧЕЙ ЧАСТОТОЙ 152,5 МГц ___________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2004. № 4. Серия: Плазменная электроника и новые методы ускорения (4), с.139-144. 139 Канал группировки и предварительного ускоре- ния НЧУ представляет собой последовательность цилиндрических электродов (трубок дрейфа), разде- ленных промежутками, на которые подается высоко- частотное напряжение частотой 152,5 МГц. Ам- плитуда напряжения между электродами изменяется ступенями от 12,8 кВ в начале канала до 76,8 кВ в его конце. Расстояние между трубками дрейфа изме- няется так же ступенями от 3 до 10 мм в соответ- ствии с изменением амплитуды высокочастотного напряжения. Такой канал может быть реализован на базе Н-резонаторов с трубками дрейфа, расположен- ными группами на гребенчатых подвесках. Каждая группа объединяет трубки дрейфа с одинаковыми значениями амплитуды высокочастотного напряже- ния. Общее количество периодов ускорения равно 128, длина канала составляет 4,75 м. Распределение напряжения между трубками дрейфа предусматрива- ет реализацию канала в виде двух секций. В первой секции располагаются 44 периода ускорения, во вто- рой 84. Энергия протонов на входе составляет 0,1 МэВ, на выходе 3 МэВ. 3. МЕТОДИКА КОМПЬЮТЕРНОГО МО- ДЕЛИРОВАНИЯ Для поперечной фокусировки протонного пучка с помощью объемного заряда электронов в процессе моделирования энергия электронов равнялась 100 кэВ, а ток электронного пучка изменялся от 15 А до 100 А. Радиус электронного пучка изменялся в пределах от 1 до 2 мм. Для удержания электронного пучка током 100 А и радиусом ∼2 мм необходимо продольное магнитное поле с индукцией ∼0,25 Тл. В процессе движения электронного пучка через резо- натор его энергия изменяется в диапазоне (100± 38) кэВ. Возникающая модуляция плотности элек- тронов приводит к появлению продольного электри- ческого поля, синфазного с высокочастотным элек- трическим полем резонатора. Оценки показывают, что при токе электронного пучка, равном 100 А, ам- плитуда продольного электрического поля, вызванно- го модуляцией скорости электронов, составляет ∼5% от амплитуды ускоряющего высокочастотного поля резонатора. В этих условиях влияние продольного поля объемного заряда электронов на динамику про- тонов не учитывалось. В реальном случае амплитуда высокочастотного электрического поля резонатора может быть выбрана так, чтобы самосогласованное электрическое поле равнялось расчетному резонанс- ному значению. В процессе моделирования динамики протонов электронный пучок рассматривался в виде длинного цилиндра с равномерной плотностью, в ко- тором существует только поперечное поле объемного заряда. Математическое моделирование движения протонного пучка в канале выполнялось с учетом объемного заряда ускоряемых протонов. Для опреде- ления поля объемного заряда использовался метод «крупных» частиц с кулоновской сеткой 64×32×32. Количество крупных частиц в процессе моделирова- ния изменялось от 10000 до 25000. 4. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ Приведенные ниже результаты относятся к слу- чаю, когда протонный пучок стартует внутри элек- тронного. Процесс инжекции протонного пучка в электронный исследовался отдельно. С помощью генератора случайных чисел фор- мировались координаты и скорости протонного пуч- ка на входе в ускоритель. Полный радиус пучка со- ставлял 0,5 мм, а максимальный наклон траектории частиц к оси канала – ± 60 мрад. Входной энергети- ческий спектр изменялся в пределах 0,5% и 5%. Сред- неквадратичный эмиттанс по координатам хх′ и уу′ составлял ∼ 0,35 мм⋅мрад, а полный поперечный эмиттанс равнялся ∼ 0,5 мм⋅мрад. При энергетиче- ском разбросе пучка на входе в ускоритель, равном ± 5%, продольный среднеквадратичный эмиттанс ра- вен ∼ 0,7 мм⋅мрад (1 мм⋅мрад составляет 172 кэВ⋅ град). Невозмущенная высокочастотным полем плот- ность электронов в пучке составляла ∼ 4⋅1011 см-3 при токе ∼ 100 А. В процессе моделирования выбирались условия, при которых не более 1% протонов выходи- ли за поперечные пределы электронного пучка. Для поддержания этих требований с учетом расширения протонного пучка в процессе движения в канале ускорителя при изменении начального тока инжек- ции от 100 до 600 мА, ток электронов необходимо менять в пределах от 43 до 75 А. Так как при движении пучка в канале ускорителя одной из характеристик, определяющей возмож- ность потерь частиц, является значение поперечного эмиттанса; при моделировании значительное внима- ние уделялось определению изменения (роста) эмит- танса в процессе группировки и ускорения при раз- личной интенсивности протонного пучка. Средне- квадратичный эмиттанс для плоскости хх′ (аналогич- но для уу′) определялся по формуле: 2224 xxxxx ′−′=ε . (1) Для продольной плоскости – по формуле: ( ) ( ) ( )( ) 2224 ssssz zzzz β−β−−β−β−=ε . (2) Здесь х координата частицы вдоль оси ординат; х′ – угол наклона траектории к оси z; z – текущая координата частицы вдоль оси канала; zs – коорди- ната синхронной частицы; β и βs – относительные скорости текущей и синхронной частиц, соответ- ственно. Изменение эмиттанса пучка на выходе канала в зависимости от тока инжекции при начальном энер- гетическом разбросе ±0,5% показано на рис.1. _______________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2004. № 4. Серия: Плазменная электроника и новые методы ускорения (4), с.144-149.140 Рис. 1. Изменение эмиттанса пучка на выходе кана- ла в зависимости от тока инжекции при начальном энергетическом разбросе ±0,5% Кривая 1 соответствует эмиттансу на плоскости хх′, кривая 2 относится к продольному эмиттансу zβz. Несколько неожиданным является тот факт, что обе эти кривые имеют минимум в диапазоне токов 300…400 мА. Такая зависимость поперечного и про- дольного эмиттанса от тока в значительной мере объясняется тем, что при токах до 200 мА при груп- пировке пучка в нем образуются локальные уплотне- ния и разрежения плотности частиц. Иными слова- ми, процесс группировки частиц при относительно небольшом начальном энергетическом разбросе в пучке сопровождается значительными нарушениями однородности распределения фазовой плотности ча- стиц. Это следует из результатов, приведенных на рис. 2-4. Рис. 2. Характеристики пучка на выходе ускорите- ля для слабого тока: фазовый портрет пучка на продольной плоскости (а); распределение плотно- сти частиц на плоскости rz (б) На рис.2,а показан фазовый портрет пучка на продольной плоскости zβz на выходе ускорителя для слабого тока, когда влиянием кулоновских сил рас- талкивания можно пренебречь. Изменение плотно- сти частиц в сгустке протонов в этом случае видно из рис.2,б. Здесь каждая точка изображает координа- ты частиц на плоскости rz, где 22 yxr += , st zzz −= , zt – продольная координата текущей ча- стицы, zs – координата синхронной частицы. На рис.2,б отчетливо видны вертикальные линии повы- шенной плотности, которые по положению хорошо коррелируют с точками поворота линий на фазовом портрете (см. рис.2,а). На рис.3 и 4 показаны анало- гичные результаты для токов 200 и 300 мА. При токе 200 мА (рис.3,а и 3,б) еще заметны локальные уплот- нения и разрежения, границы которых сильно раз- мыты. При токе 300 мА (рис.4,а и 4,б) ускоряемый сгусток протонов имеет плотное ядро, окруженное ореолом. В ореольной части уплотнения не заметны. Рис. 3. Характеристики пучка на выходе ускорите- ля для тока 200 мА: фазовый портрет пучка на продольной плоскости (а); распределение плотно- сти частиц на плоскости rz (б) Наличие уплотнений и разрежений плотности ча- стиц в ускоряемом сгустке подтверждается и струк- турой кулоновских сил расталкивания. На рис.5 по- казано изменение продольной напряженности поля объемного заряда протонного пучка в 28-м периоде ускорителя на оси канала при значениях тока 100 мА, 300 мА и 500 мА. Здесь по оси абсцисс отло- ___________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2004. № 4. Серия: Плазменная электроника и новые методы ускорения (4), с.139-144. 141 жен номер кулоновской ячейки kz вдоль оси сгустка (kz=33 соответствует середине сгустка), а по оси ор- динат – напряженность продольного кулоновского поля в кВ/см. При токе 300 мА продольная напряженность ку- лоновского поля вблизи середины сгустка обращает- ся в нуль, в передней части (kz>33) напряженность положительна, в задней (kz<33) – отрицательна. Это означает, что кулоновские силы расталкивают сгу- сток в целом, препятствуя его группировке силами высокочастотного поля. На краях сгустка в 28-м пе- риоде еще наблюдаются небольшие локальные уплотнения, которые на структуре кулоновского поля проявляются в виде максимума (kz∼50) и мини- мума (kz∼13). Аналогичная структура кулоновских сил наблюдается при токах до 600 мА. При этом об- ращает Рис. 4. Характеристики пучка на выходе ускорите- ля для тока 300 мА; фазовый портрет пучка на продольной плоскости (а); распределение плотно- сти частиц на плоскости rz (б) Рис. 5. Изменение продольной напряженности куло- новского поля в 28-м периоде ускорителя на оси ка- нала при различных значениях тока на себя внимание некоторое отклонение от симмет- рии по отношению к центру в распределении напря- женности кулоновского поля для тока 500 мА. При токах 500 мА и более локальные максимум и мини- мум на краях сгустка отсутствуют. При этом в 28-м периоде максимальные значения напряженности ку- лоновского поля для токов 300 мА и 500 мА практи- чески одинаковы, что свидетельствует о наступив- шем равновесии кулоновских сил с силами высоко- частотного поля для этих значений токов. При токе 100 мА на кривой распределения напряженности продольного поля наблюдается несколько максиму- мов и минимумов. В области 26≤ kz ≤36 напряжен- ность поля объемного заряда меняет знак. Формаль- но в этом участке сгустка кулоновские силы объем- ного заряда осуществляют продольную фокусировку протонного пучка. Фактически это означает, что плотность протонов по краям сгустка выше плотно- сти в его центре. Рис. 6. Изменение полного поперечного эмиттанса (кривая 1) и продольного (кривая 2) эмиттанса вдоль длины канала до 28-го периода ускорения при токе в пучке, равном 200 мА На рис.6 показано изменение полного поперечно- го эмиттанса (кривая 1) и продольного (кривая 2) эмиттанса вдоль длины канала до 28-го периода ускорения при токе в пучке, равном 200 мА. По оси абсцисс отложен номер периода, по оси ординат – значения эмиттансов. На этом же рисунке (кривая 3) показано изменение внутренней потенциальной _______________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2004. № 4. Серия: Плазменная электроника и новые методы ускорения (4), с.144-149.142 энергии в сгустке (в джоулях), связанной с куло- новскими силами расталкивания. Эта энергия опре- делялась суммированием произведения qi⋅Vi, где qi – заряд макрочастицы, Vi – потенциал кулоновского поля в точке, где эта частица находится. Эта величи- на отражает степень сжатия сгустка. Как следует из рис.6, в начале канала наблюдается очень сильный рост продольного эмиттанса, что связано с расту- щим разбросом частиц по скоростям при группиров- ке пучка нелинейным (синусоидальным) высокоча- стотным полем. Несмотря на некоторый статистиче- ский разброс, наблюдается определенная корреля- ция в поведении эмиттансов и внутренней потенци- альной энергии сжатого сгустка. Минимумы для продольного и максимумы для поперечного эмит- тансов совпадают с максимумами потенциальной энергии. Иными словами, при продольном сжатии пучка его продольный эмиттанс уменьшается, а по- перечный растет. Последовательность максимумов на кривой поперечного эмиттанса соответствует по- следовательности продольных фокусов. Несмотря на сильный рост поперечного эмиттанса и внутренней потенциальной энергии в диапазоне от первого до 28-го периода ускорения, к 30-му периоду этот рост значительно замедляется и к концу ускорителя по- перечный эмиттанс даже снижается на 2,8% по отно- шению к значению в 28-м периоде, а продольный возрастает на 29% по отношению к соответствующе- му значению. Значение внутренней потенциальной энергии сгустка к концу ускорителя снижается в 2 раза, по отношению к значению в 28-м периоде. Это связано с ростом скорости частиц и связанным с этим снижением плотности. Приведенные результаты показывают, что про- цесс формирования и группировки протонного пуч- ка на начальном участке ускорителя сопровождается образованием локальных уплотнений и разрежений в сгустке, что приводит к сильному росту попереч- ного эмиттанса при токах до 150…200 мА. Сильное нарушение однородности распределения плотности частиц в процессе группировки можно проследить из рис.7,а,б. На рис.7,а показан фазовый портрет пучка с током 100 мА в 7-м периоде ускорения, где достигается первый продольный фокус, а на рис.7,б показано распределение плотности частиц в плоско- сти rz. В этом месте пучок представляется в виде плотного диска, нанизанного на стержень со значи- тельно меньшей плотностью. Рис. 7. Характеристики пучка в седьмом периоде ускорителя для тока 100 мА: фазовый портрет пучка на продольной плоскости (а); распределение плотности частиц на плоскости rz (б) Для сравнения на рис.8 показаны распределения напряженностей продольного (Ez) на оси и попереч- ного (Er) кулоновского поля на радиусе 0,4 мм. Мак- симальная величина радиальной напряженности ку- лоновского поля на этом радиусе составляет 18,7 кВ/см, а значение поля объемного заряда элек- тронного пучка равно 18 кВ/см, т.е. в продольном фокусе поле объемного заряда протонного пучка по абсолютному значению превосходит кулоновское поле пучка электронов. Однако на радиусе 0,5 мм напряженность поля объемного заряда электронов (36 кВ/см) по абсолютному значению превосходит напряженность поля объемного заряда протонов (30 кВ/см). Для точки с радиусом 0,72 мм напряжен- ность поля объемного заряда электронного пучка (52 кВ/см) на 13 кВ/см по абсолютному значению выше напряженности поля объемного заряда про- тонного пучка. ___________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2004. № 4. Серия: Плазменная электроника и новые методы ускорения (4), с.139-144. 143 Рис. 8. Распределения напряженностей продольно- го (Ez) и поперечного (Er) кулоновского поля вдоль сгустка Рассматриваемый канал характеризуется высо- ким коэффициентом захвата пучка в режим ускоре- ния. При токах протонного пучка до 400 мА включи- тельно при начальном энергетическом разбросе ±0,5 % коэффициент захвата составляет 99,5% и снижа- ется до 98% при токе 600 мА. Увеличение начально- го энергетического разброса протонного пучка до 5 % практически не влияет на коэффициент захвата, несколько снижая поперечный эмиттанс, что в неко- торой степени объясняется относительным снижени- ем плотности частиц в первом продольном фокусе из-за увеличения начального энергетического раз- броса. Полученные результаты математического моде- лирования процесса движения протонного пучка че- рез ускоритель показали, что при группировке ин- тенсивных пучков образуются сгустки с сильно неоднородным распределением плотности частиц. Возникающая при этом неоднородность в распреде- лении напряженности поля объемного заряда яв- ляется одной из причин роста поперечного эмиттан- са при формировании и ускорении интенсивных пуч- ков. 5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Полученные в рамках упрощенной модели ре- зультаты математического моделирования процесса формирования, группировки и ускорения интенсив- ных протонных пучков в линейных ускорителях с фокусировкой объемным зарядом электронного пуч- ка показали перспективность этого метода для раз- работки сильноточных ускорителей протонов с тока- ми 500...600 мА и более. Для дальнейшего развития этого направления необходима разработка модели, учитывающей более подробное влияние различных факторов (высокочастотного поля и поля объемного заряда ускоряемого пучка на характеристики пучка электронов и процесс удержания его на оси при дви- жении через ускоритель). Кроме того, предполагает- ся объединить в одной модели электронную пушку, ускорительные секции, область инжекции протонно- го пучка в ускоритель и рекуператор интенсивного электронного пучка. ЛИТЕРАТУРA 1. C. Rubbia. The energy amplifier concept // Proc. of 1994 Int. Conf. on Accel.-Driven Transmutation Technology and Applications, Las Vegas, p.35-39. 2. Н.А. Хижняк. Пути создания безопасной, эколо- гически чистой ядерной энергетики в Украине: Препринт ХФТИ 94-8, Харьков, 1994, 22 с. 3. И.М. Капчинский, В.А. Тепляков // ПТЭ, 1970, №2, с.19-21. 4. L.M.Young // Proc. of the PAC-2001, p.309-313. 5. Б.И. Бондарев, А.А. Кузьмин, Б.П. Мурин и др. // Труды VI Всесоюзного совещания по ускори- телям заряженных частиц. Дубна. 1979, т.1, с.260-263. 6. Г.И. Бацких, Б.П. Мурин, И.В. Чувило и др. // Труды X совещания по ускорителям заряжен- ных частиц, 1999, т.1, Протвино, с.203-211. 7. А.И. Ахиезер, Г.Я. Любарский, Я.Б. Файнберг // Теория и расчет линейных ускорителей. М.: «Госатомиздат». 1962, с.131-146. 8. Н.И. Абраменко, Н.М. Гаврилов, Е.В. Громов и др. // ВАНТ. 1985, вып.2(23), с.48-50. 9. Б.И. Иванов, Н.Г. Шулика. Концепция началь- ной части линейного сильноточного протонного ускорителя с фокусировкой электронным пуч- ком // ВАНТ. 2003, вып.4, с.81-84. 10. B.I. Ivanov, N.G. Shulika. Simulation of the initial part of a high-current proton accelerator with focus- ing by an electron beam // ВАНТ. 2004, v.2, p.27- 29. SIMULATION OF BUNCHING AND ACCELERATION OF HIGH CURRENT PROTON BEAM IN A LINEAR ACCELERATOR WITH FOCUSING BY ELECTRON BEAM B.I. Ivanov, N.G. Shulika In this work it is simulated acceleration of the proton beam with current of 0.1...0.6 A, energy up to 3 MeV. In this case the parameters of focusing electron beam are varied in the following limits: the current is 40...100 A, ener- gy 100 kV, intensity of focusing magnetic field 2...3 kOe. The efficiency of proton capture to the acceleration pro- cess has been calculated up to 99%. _______________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2004. № 4. Серия: Плазменная электроника и новые методы ускорения (4), с.144-149.144 ЧИСЛОВЕ МОДЕЛЮВАННЯ ГРУПУВАННЯ ТА ПРИСКОРЕННЯ СИЛЬНОСТРУМОВОГО ПРО- ТОННОГО ПУЧКА В ЛІНІЙНОМУ ПРИСКОРЮВАЧІ З ФОКУСУВАННЯМ ЕЛЕКТРОННИМ ПУЧКОМ Б.І. Іванов, М.Г. Шуліка За допомогою комп'ютерного моделювання досліджується прискорення протонів із струмом 0.1...0.6 А, енергією до 3 МеВ. Робоча частота 152.5 МГц. При цьому параметри фокусуючого електронного пучка змінюються у межах: струм 40...100 А, енергія 100 кеВ, напруженість фокусуючого магнітного поля 2...3 кЕ. Коефіцієнт захоплення протонів у прискорення досягає 99%. ___________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2004. № 4. Серия: Плазменная электроника и новые методы ускорения (4), с.139-144. 145 Б.И. Иванов, Н.Г. Шулика ННЦ ХФТИ, 61108, Харьков, ул. Академическая, 1, Украина ЛИТЕРАТУРA Simulation OF bunching and ACCELERATion of high current proton BEAM in A linear ACCELERATor WITH FOCUSING BY ELECTRON BEAM B.I. Ivanov, N.G. Shulika Б.І. Іванов, М.Г. Шуліка
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-80457
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1562-6016
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T18:06:03Z
publishDate	2004
publisher	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
record_format	dspace
spelling	Иванов, Б.И. Шулика, Н.Г. 2015-04-18T05:03:49Z 2015-04-18T05:03:49Z 2004 Численное моделирование группировки и ускорения сильноточного протонного пучка в линейном ускорителе с фокусировкой электронным пучком / Б.И. Иванов, Н.Г. Шулика // Вопросы атомной науки и техники. — 2004. — № 4. — С. 139-144. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80457 621.384.6 Методом компьютерного моделирования исследуется ускорение протонов с током 0.1...0.6 А, энергией до 3 МэВ. Рабочая частота ускорителя 152.5 МГц. Параметры фокусирующего электронного пучка меняются в пределах: ток 40...100 А, энергия 100 кэВ, напряженность фокусирующего магнитного поля 2...3 кЭ. Коэффициент захвата протонов в ускорение достигает 99%. За допомогою комп'ютерного моделювання досліджується прискорення протонів із струмом 0.1 ...0.6 А, енергією до 3 МеВ. Робоча частота 152.5 МГц. При цьому параметри фокусуючого електронного пучка змінюються у межах: струм 40...100 А, енергія 100 кеВ, напруженість фокусуючого магнітного поля 2...3 кЕ. Коефіцієнт захоплення протонів у прискорення досягає 99%. In this work it is simulated acceleration of the proton beam with current of 0.1...0.6 A, energy up to 3 MeV. In this case the parameters of focusing electron beam are varied in the following limits: the current is 40...100 A, energy 100 kV, intensity of focusing magnetic field 2...3 kOe. The efficiency of proton capture to the acceleration process has been calculated up to 99%. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Динамика пучков ионов Численное моделирование группировки и ускорения сильноточного протонного пучка в линейном ускорителе с фокусировкой электронным пучком Числове моделювання групування та прискорення сильнострумового протонного пучка в лінійному прискорювачі з фокусуванням електронним пучком Simulation of bunching and acceleration of high current proton beam in a linear accelerator with focusing by electron beam Article published earlier
spellingShingle	Численное моделирование группировки и ускорения сильноточного протонного пучка в линейном ускорителе с фокусировкой электронным пучком Иванов, Б.И. Шулика, Н.Г. Динамика пучков ионов
title	Численное моделирование группировки и ускорения сильноточного протонного пучка в линейном ускорителе с фокусировкой электронным пучком
title_alt	Числове моделювання групування та прискорення сильнострумового протонного пучка в лінійному прискорювачі з фокусуванням електронним пучком Simulation of bunching and acceleration of high current proton beam in a linear accelerator with focusing by electron beam
title_full	Численное моделирование группировки и ускорения сильноточного протонного пучка в линейном ускорителе с фокусировкой электронным пучком
title_fullStr	Численное моделирование группировки и ускорения сильноточного протонного пучка в линейном ускорителе с фокусировкой электронным пучком
title_full_unstemmed	Численное моделирование группировки и ускорения сильноточного протонного пучка в линейном ускорителе с фокусировкой электронным пучком
title_short	Численное моделирование группировки и ускорения сильноточного протонного пучка в линейном ускорителе с фокусировкой электронным пучком
title_sort	численное моделирование группировки и ускорения сильноточного протонного пучка в линейном ускорителе с фокусировкой электронным пучком
topic	Динамика пучков ионов
topic_facet	Динамика пучков ионов
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80457
work_keys_str_mv	AT ivanovbi čislennoemodelirovaniegruppirovkiiuskoreniâsilʹnotočnogoprotonnogopučkavlineinomuskoritelesfokusirovkoiélektronnympučkom AT šulikang čislennoemodelirovaniegruppirovkiiuskoreniâsilʹnotočnogoprotonnogopučkavlineinomuskoritelesfokusirovkoiélektronnympučkom AT ivanovbi čislovemodelûvannâgrupuvannâtapriskorennâsilʹnostrumovogoprotonnogopučkavlíníinomupriskorûvačízfokusuvannâmelektronnimpučkom AT šulikang čislovemodelûvannâgrupuvannâtapriskorennâsilʹnostrumovogoprotonnogopučkavlíníinomupriskorûvačízfokusuvannâmelektronnimpučkom AT ivanovbi simulationofbunchingandaccelerationofhighcurrentprotonbeaminalinearacceleratorwithfocusingbyelectronbeam AT šulikang simulationofbunchingandaccelerationofhighcurrentprotonbeaminalinearacceleratorwithfocusingbyelectronbeam

Численное моделирование группировки и ускорения сильноточного протонного пучка в линейном ускорителе с фокусировкой электронным пучком

Institution

Ähnliche Einträge