Magnetic structure of the NSC KIPT nuclear and high energy physics electron accelerator
The magnetic-optical structure of the basic NSC KIPT accelerator with a continuous electron beam of energy up to 730 MeV has been considered. Представлені розрахункові характеристики магнітної структури прискорювального комплексу ННЦ ХФТІ для виконання робіт по ядерній фізиці та фізиці високих ене...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Дата: | 2004 |
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2004
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80609 |
| 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: | Magnetic structure of the NSC KIPT nuclear and high energy physics electron accelerator / A.N. Dovbnya, I.S. Guk, S.G. Kononenko F.A. Peev, M. van der Wiel, J.I.M. Botman, A.S. Tarasenko // Вопросы атомной науки и техники. — 2004. — № 5. — С. 132-134. — Бібліогр.: 5 назв. — англ. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859727847943307264 |
|---|---|
| author | Dovbnya, A.N. Guk, I.S. Kononenko, S.G. Peev, F.A. van der Wiel, M. Botman, J.I.M Tarasenko, A.S. |
| author_facet | Dovbnya, A.N. Guk, I.S. Kononenko, S.G. Peev, F.A. van der Wiel, M. Botman, J.I.M Tarasenko, A.S. |
| citation_txt | Magnetic structure of the NSC KIPT nuclear and high energy physics electron accelerator / A.N. Dovbnya, I.S. Guk, S.G. Kononenko F.A. Peev, M. van der Wiel, J.I.M. Botman, A.S. Tarasenko // Вопросы атомной науки и техники. — 2004. — № 5. — С. 132-134. — Бібліогр.: 5 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | The magnetic-optical structure of the basic NSC KIPT accelerator with a continuous electron beam of energy up
to 730 MeV has been considered.
Представлені розрахункові характеристики магнітної структури прискорювального комплексу ННЦ
ХФТІ для виконання робіт по ядерній фізиці та фізиці високих енергій з максимальною енергією електронів
до 730 МеВ.
Представлены расчётные характеристики магнитной структуры ускорительного комплекса ННЦ ХФТИ
для работ по физике ядра и физике высоких энергий с максимальной энергией электронов до 730 МэВ.
|
| first_indexed | 2025-12-01T11:52:53Z |
| format | Article |
| fulltext |
MAGNETIC STRUCTURE OF THE NSC KIPT NUCLEAR
AND HIGH ENERGY PHYSICS ELECTRON ACCELERATOR
A.N. Dovbnya1, I.S. Guk1, S.G. Kononenko1 F.A. Peev1,
M. van der Wiel2, J.I.M. Botman2, A.S. Tarasenko1
1National Science Center “Kharkov Institute of Physics and Technology”, Kharkov, Ukraine
e-mail: guk@kipt.kharkov.ua
2Technische Universiteit Eindhoven, Eindhoven, The Netherlands
e-mail: j.i.m.botman@tue.nl
The magnetic-optical structure of the basic NSC KIPT accelerator with a continuous electron beam of energy up
to 730 MeV has been considered.
PACS: 29.27.-a
1. INTRODUCTION
The main challenge in the design of the basic
accelerating installation of the NSC KIPT [1,2] has been
the creation of a continuous electron beam source at the
minimum cost. This was achieved in the following way:
• The use of existing floor areas and infrastructure
as the decisive factors that determine the overall
dimensions of the facility;
• the proper choice of the scheme for the
recirculation accelerator, i.e., with a multiple
beam traversing one and the same accelerating
structure, this substantially reducing the capital
investments and service expenses;
• integration of magnetic elements transferred by
the Technische Universiteit Eindhoven [2] into
the magnetic structure.
This paper describes a new variant of the magnetic
structure for the NSC KIPT 730 MeV recirculator.
2. MAGNETIC STRUCTURE
OF THE FACILITY
To reduce the number of magnetic elements and to
fit the available floor space, we have chosen a planar
arrangement of magnetic elements with two 360° bends
of the beam and two large straight sections (see Fig. 1).
Fig. 1. Recirculator lay-out
A standard accelerating module (AC), 15.927 m in
length, devised for the TESLA collider [3] and
comprising 12 sections is proposed to be used as an
accelerating system. The recent technological
achievements [4] encourage us to hope for attaining the
accelerating gradient of ~20 MeV/m and a 240 MeV
energy gain with the section operating in cw-mode.
Reasoning from the proposed program of physical
research, two injectors will be used at the accelerator.
One of them is intended for the nuclear physics
program. It should produce polarized electron beams.
The second high-current injector, based on a high-
frequency gun, is supposed to be used for studies on
neutron physics and physics of free electron lasers
(FEL). The two injectors will be placed inside the
recirculator orbit. The 10 MeV beam will be injected
into the bending magnet with its yoke turned outwards.
132 PROBLEMS OF ATOMIC SCIENCE AND TECHNOLOGY. 2004, № 5.
Series: Nuclear Physics Investigations (44), p. 132-134.
Then the beam will be accelerated in the module, which
is located in the 19 m long straight section of the
recirculator. The spacing between the large straight
sections of the recirculator is 5.45 m.
The first turn of beam is realized with the help of 10
magnets of the storage ring EUTERPE [5] (B1),
transferred to the NSC KIPT in 2003 by the Technische
Universiteit Eindhoven. The second turn is effected with
the use of 10 magnets of another type to be designed for
the facility.
For the chosen layout of dipole magnets, the
locations and powers of lenses providing achromaticity
of the straight sections were determined with the use of
the computer programs TRANSPORT and MAD.
Twenty quadrupoles of the EUTERPE storage ring (Q1-
Q11) will be used for beam focusing.
Fig. 2a. Beta-functions at 250 MeV
Fig. 2b. Dispersion function at 250 MeV
Fig. 3a. Beta-functions at 490 MeV
Fig. 3b. Dispersion function at 490 MeV
Main parameters of the recirculator
Injection energy, MeV 10
Injection beam emittance, π⋅mm⋅mrad 0.05 … 0.295
Energy spread of the injection beam, % 0.0578 … 0.129
Energy gain for single pass, MeV 240
Number of magnets B2 10
Number of magnets B1 (EUTERPE) 10
Highest field in dipole magnets, T 1.345
Number of quadrupole magnets (EUTERPE) 20
Maximum gradient in quadrupole magnets, T/m 6.5
Total length of the recirculator, m 130.95
Emittance at exit point of the accelerator, π⋅mm⋅mrad 0.0007 … 0.004
Energy spread, % 0.0008 … 0.00176
Highest value of beam envelope, X, Z, cm ± 0.65; ± 0.2
133
If all the recirculator magnets are used, the beam will
traverse the acceleration structure three times, and
experiments with an electron beam of energy up to 730
MeV can be performed in the now existing spectrometer
room. By using various combinations of magnetic
element switching, the beam of energy up to 490 MeV
can be guided to a few other rooms. The magnetic
equipment of the EUTERPE storage ring, transferred to
the NSC KIPT, makes it possible to put the accelerator
into operation for a maximum energy of 490 MeV and
to begin experimental studies on the beam.
Figs. 2,3 show the amplitude and dispersion
functions for the arcs of energies 250 and 490 MeV,
respectively. The main parameters of the recirculator are
given in the table.
CONCLUSIONS
At the present stage of the design, the present variant
of the recirculator seems more preferable as compared
to the previously proposed version [1,2]. First of all, it is
attractive to us because of the magnetic system
simplicity, no necessity to design and manufacture a
great number of new types of magnetic elements that
would considerably reduce the time for putting the setup
into operation for the physical program. This factor
substantially compensates for a high cost of the HF
system. The electron energy range is increased. Owing
to a less number of recirculations, a much higher output
current of the accelerator can be obtained. With this
accelerator as the basis, an intense neutron source and a
powerful FEL can be created.
REFERENCES
1. A.N. Dovbnya, I.S. Guk, G. Kononenko,
M. van der Wiel, J.I.M. Botman, A.S. Tarasenko.
Choice of the basic variant for the NSC KIPT
accelerator on nuclear and high energy physics //
Problems of Atomic Science and Technology.
Series: Nuclear Physics Investigations. 2004. №
1(42), p. 16-18.
2. A.N. Dovbnya, I.S. Guk, S.G. Kononenko,
F.A. Peev, M. van der Wiel, J.I.M. Botman,
A.S. Tarasenko, Magnetic structure of the NSC
KIPT nuclear-and-high-energy-physics electron
accelerator at 400 MeV // Problems of Atomic
Science and Technology. Series: Nuclear Physics
Investigations. 2004. № 2(43), p. 9-11.
3. The Accelerator. PART II. Editors:
R. Brinkmann, K. Flöttmann, J. Roßbach,
P. Schmösser, N. Walker, H. Weise. TESLA
Technical Design Report. March 2001.
4. Lutz Lilje, High gradients in TESLA nine-cell
cavities. TESLA collaborating Board Meeting,
Frascati, 28 May 2003.
5. Boling Xi, J.I.M. Botman, C.J. Timmermans,
H.L. Hagedoorn. Design study of storage ring
EUTERРE // Nucl. Instr. and Meth. 1992, v. B68,
p. 101-113.
МАГНИТНАЯ СТРУКТУРА БАЗОВОГО ЭЛЕКТРОННОГО УСКОРИТЕЛЯ ННЦ ХФТИ
ПО ЯДЕРНОЙ ФИЗИКЕ И ФИЗИКЕ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ
А.Н. Довбня, И.С. Гук, С.Г. Кононенко,
M. van der Wiel, J.I.M. Botman, Ф.А. Пеев, А.С. Тарасенко
Представлены расчётные характеристики магнитной структуры ускорительного комплекса ННЦ ХФТИ
для работ по физике ядра и физике высоких энергий с максимальной энергией электронов до 730 МэВ.
МАГНІТНА СТРУКТУРА БАЗОВОГО ЕЛЕКТРОННОГО ПРИСКОРЮВАЧА ННЦ ХФТІ
ПО ЯДЕРНІЙ ФІЗИЦІ ТА ФІЗИЦІ ВИСОКОХ ЕНЕРГІЙ
А.М. Довбня, І.С. Гук, С.Г. Кононенко,
M. van der Wiel, J.I.M. Botman, Ф.А. Пеєв, О.С. Тарасенко
Представлені розрахункові характеристики магнітної структури прискорювального комплексу ННЦ
ХФТІ для виконання робіт по ядерній фізиці та фізиці високих енергій з максимальною енергією електронів
до 730 МеВ.
134
1National Science Center “Kharkov Institute of Physics and Technology”, Kharkov, Ukraine
PACS: 29.27.-a
OF THE FACILITY
CONCLUSIONS
REFERENCES
А.Н. Довбня, И.С. Гук, С.Г. Кононенко,
M. van der Wiel, J.I.M. Botman, Ф.А. Пеев, А.С. Тарасенко
А.М. Довбня, І.С. Гук, С.Г. Кононенко,
M. van der Wiel, J.I.M. Botman, Ф.А. Пеєв, О.С. Тарасенко
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-80609 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-01T11:52:53Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Dovbnya, A.N. Guk, I.S. Kononenko, S.G. Peev, F.A. van der Wiel, M. Botman, J.I.M Tarasenko, A.S. 2015-04-19T17:02:24Z 2015-04-19T17:02:24Z 2004 Magnetic structure of the NSC KIPT nuclear and high energy physics electron accelerator / A.N. Dovbnya, I.S. Guk, S.G. Kononenko F.A. Peev, M. van der Wiel, J.I.M. Botman, A.S. Tarasenko // Вопросы атомной науки и техники. — 2004. — № 5. — С. 132-134. — Бібліогр.: 5 назв. — англ. 1562-6016 PACS: 29.27.-a https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80609 The magnetic-optical structure of the basic NSC KIPT accelerator with a continuous electron beam of energy up to 730 MeV has been considered. Представлені розрахункові характеристики магнітної структури прискорювального комплексу ННЦ ХФТІ для виконання робіт по ядерній фізиці та фізиці високих енергій з максимальною енергією електронів до 730 МеВ. Представлены расчётные характеристики магнитной структуры ускорительного комплекса ННЦ ХФТИ для работ по физике ядра и физике высоких энергий с максимальной энергией электронов до 730 МэВ. en Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Теория и техника ускорения частиц Magnetic structure of the NSC KIPT nuclear and high energy physics electron accelerator Магнітна структура базового електронного прискорювача ННЦ ХФТІ по ядерній фізиці та фізиці високох енергій Магнитная структура базового электронного ускорителя ННЦ ХФТИ по ядерной физике и физике высоких энергий Article published earlier |
| spellingShingle | Magnetic structure of the NSC KIPT nuclear and high energy physics electron accelerator Dovbnya, A.N. Guk, I.S. Kononenko, S.G. Peev, F.A. van der Wiel, M. Botman, J.I.M Tarasenko, A.S. Теория и техника ускорения частиц |
| title | Magnetic structure of the NSC KIPT nuclear and high energy physics electron accelerator |
| title_alt | Магнітна структура базового електронного прискорювача ННЦ ХФТІ по ядерній фізиці та фізиці високох енергій Магнитная структура базового электронного ускорителя ННЦ ХФТИ по ядерной физике и физике высоких энергий |
| title_full | Magnetic structure of the NSC KIPT nuclear and high energy physics electron accelerator |
| title_fullStr | Magnetic structure of the NSC KIPT nuclear and high energy physics electron accelerator |
| title_full_unstemmed | Magnetic structure of the NSC KIPT nuclear and high energy physics electron accelerator |
| title_short | Magnetic structure of the NSC KIPT nuclear and high energy physics electron accelerator |
| title_sort | magnetic structure of the nsc kipt nuclear and high energy physics electron accelerator |
| topic | Теория и техника ускорения частиц |
| topic_facet | Теория и техника ускорения частиц |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80609 |
| work_keys_str_mv | AT dovbnyaan magneticstructureofthensckiptnuclearandhighenergyphysicselectronaccelerator AT gukis magneticstructureofthensckiptnuclearandhighenergyphysicselectronaccelerator AT kononenkosg magneticstructureofthensckiptnuclearandhighenergyphysicselectronaccelerator AT peevfa magneticstructureofthensckiptnuclearandhighenergyphysicselectronaccelerator AT vanderwielm magneticstructureofthensckiptnuclearandhighenergyphysicselectronaccelerator AT botmanjim magneticstructureofthensckiptnuclearandhighenergyphysicselectronaccelerator AT tarasenkoas magneticstructureofthensckiptnuclearandhighenergyphysicselectronaccelerator AT dovbnyaan magnítnastrukturabazovogoelektronnogopriskorûvačannchftípoâderníifízicítafízicívisokohenergíi AT gukis magnítnastrukturabazovogoelektronnogopriskorûvačannchftípoâderníifízicítafízicívisokohenergíi AT kononenkosg magnítnastrukturabazovogoelektronnogopriskorûvačannchftípoâderníifízicítafízicívisokohenergíi AT peevfa magnítnastrukturabazovogoelektronnogopriskorûvačannchftípoâderníifízicítafízicívisokohenergíi AT vanderwielm magnítnastrukturabazovogoelektronnogopriskorûvačannchftípoâderníifízicítafízicívisokohenergíi AT botmanjim magnítnastrukturabazovogoelektronnogopriskorûvačannchftípoâderníifízicítafízicívisokohenergíi AT tarasenkoas magnítnastrukturabazovogoelektronnogopriskorûvačannchftípoâderníifízicítafízicívisokohenergíi AT dovbnyaan magnitnaâstrukturabazovogoélektronnogouskoritelânnchftipoâdernoifizikeifizikevysokihénergii AT gukis magnitnaâstrukturabazovogoélektronnogouskoritelânnchftipoâdernoifizikeifizikevysokihénergii AT kononenkosg magnitnaâstrukturabazovogoélektronnogouskoritelânnchftipoâdernoifizikeifizikevysokihénergii AT peevfa magnitnaâstrukturabazovogoélektronnogouskoritelânnchftipoâdernoifizikeifizikevysokihénergii AT vanderwielm magnitnaâstrukturabazovogoélektronnogouskoritelânnchftipoâdernoifizikeifizikevysokihénergii AT botmanjim magnitnaâstrukturabazovogoélektronnogouskoritelânnchftipoâdernoifizikeifizikevysokihénergii AT tarasenkoas magnitnaâstrukturabazovogoélektronnogouskoritelânnchftipoâdernoifizikeifizikevysokihénergii |