The efficiency of beam injection can be significantly impacted by unintended phycical aperture limitations. Closed orbit distortion can be used to identify such aperture limitations. In principle, the localization of such limitations can be achieved through the usage of beam position monitors (BPMs). The accuracy of localization in this case is determined by the distance between BPMs, which...
Discussion of hypothetical dark matter and dark energy in the universe stimulates a great interest in the study of neutrinoless-double-beta decay and double-e capture by the nucleus. The latter process if observed could give an unambiguous proof of the Majorana nature of neutrino. At the same time,it is usually suppressed by many orders of magnitude due to its resonance character and the...
The results on ion beam dynamics investigation in modular accelerating systems are presented. Beam dynamics in the systems, comprised of short independently phased cavities like quarter-wave (QWR), half-wave (HWR) or interdigital H-type (IH) cavities is characterized by the influence of additional fast field harmonics, periodic with the cavity spacing. These harmonics have an effect on...
Для оптимизации работы комплекса Новосибирский ЛСЭ необходима система регистрации потерь пучка. В качестве такой системы было предложено использовать два типа датчиков на основе излучения Вавилова-Черенкова. Оптоволоконный датчик потерь был установлен в конце ускоряющей секции многооборотного ускорителя-рекуператора. Четыре датчика потерь, состоящих из кварцевых стержней, были установлены на...
Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») – источник синхротронного излучения (СИ) четвертого поколения, сооружаемый в настоящее время в Новосибирске. Обеспечение механической стабильности магнитных элементов современного источника СИ – сложная и важная задача, поскольку даже малые смещения магнитов относительно проектного положения, вызванные, в том...
The final-focus solenoids of the round-beam e+e- collider VEPP-2000 can cause stopbands in the betatron tune plane. This specific stopband domain limits the available tune space in the most important region above the integer tunes. We present a theoretical study of the combined effect of the decompensated solenoids and the parametric resonances at the integers. The results are compared with...
Recently high energy vortex states of charge particles raised significant interest in the community. For instance, different probabilities of basic QED processes possess modified angular distributions if one of the particles in the process is in a twisted (vortex) quantum state. One needs a relativistic source of vortex charge particles to probe these ideas experimentally. Such a source does...
A single-turn (and single-bunch) injection often operates with an injection portion of high intensity, comparable with that of the circulating bunch. Collective effects due to transverse impedance provide interaction between groups of particles. This interaction may set serious limitations on the injection efficiency.
We analyze the conditions of coherency of the betatron oscillations...
The main objective in accelerator tuning is to correct linear optics. This involves adjusting a set of knobs, such as quadrupole strength and alignment errors, as well as addressing various calibration errors in beam monitors and other components. These errors can have a substantial impact on the performance of the accelerator. Using the full set of knobs might reduce the correction...
The VITA accelerator neutron source based on a vacuum insulated tandem accelerator operates at the Institute of Nuclear Physics SB RAS. At the accelerator source, when transporting a powerful (up to 10 kW/cm2) beam of protons or deuterons to the target, neutrons with a wide range of energies are generated: cold, thermal, epithermal and fast. The transported beam or neutron flux is used for...
A compact helium ion synchrotron for cancer therapy has been developed. The magnetic lattice includes 4 short dipole magnets with reversed direction of the guided field. The lattice functions are close to the typical weak-focusing synchrotrons. In order to avoid negative mass instability the momentum compaction factor of lattice was designed less than unity. The description of multi-turn...
Linear optics parameters are often estimated using readily available turn-by-turn (TbT) data. In-plane beta functions are the most common measurement objectives that can be estimated from TbT data amplitudes or phases. In addition to estimating uncoupled twiss parameters, TbT data can also be utilized for characterizing coupled linear motion. This paper investigates several methods for...
Для строящегося источника синхротронного излучения 4-го поколения СКИФ была разработана система регистрации потерь пучка. Данная система состоит из пяти оптоволоконных датчиков потерь, которые будут расположены на линаке и транспортных каналах, и 128 сцинтилляционных датчиков – на накопителе. Специально разрабатываемые в ИЯФ СО РАН модули электроники позволят использовать систему регистрации...
A S-band linear accelerator equipped by RF photogun with operating frequency of 2.8 GHz is being under development at the NRC «Kurchatov Institute». This linac will be used as the top-up injector for the storage ring of the Ultimate Source of Synchrotron Radiation (USSR) and as a driver of high-brightness bunches for FEL. The geometric parameters optimization and electrodynamics...
Generation of short electron bunches with high peak current is of great importance for different research and technological applications. Such generation requires a special bunching magnetic system. This work is a broad and comprehensive review of the new magnetic buncher development. It consists of buncher scheme description, magnetic field simulation results and calculation of relativistic...
Program package WinSAM has been developed in BINP and is actively used now for calculating of electron-optical systems with space charge dominated beams, such as electron guns, collectors, accelerator systems, etc. The article describes the work aimed at further improvement of the package. The main efforts were aimed at improving and accelerating the calculation of long systems with intense...
Research in the field of obtaining metal ions with high evaporation temperature, such as Ti, Cr, Ni, Fe, etc. is an extremely urgent and promising task. Solution of the task will to allow conduct various experiments, both on the synthesis of new super heavy elements and on the study of the properties of already discovered isotopes. For this purpose, we develop two different version of...
X-ray radiation sources are of great importance for different research, medical and technological purposes. High power radiation source of a small transverse size, so-called high brilliance radiation source, is required by the majority of radiation users. A small (less than 0.1 mm) transverse size electron beam circulating in a storage ring can be used for creation of such radiation sources. ...
The BPM system for NICA collider rings is based on the Libera Handron digitaizers which allows to observe ion beam position and intensity from the beginning of the injection to the end of an acceleration cycle. Wide frequency band preamplifiers were developed to provide noiseless signals from pick-up stations. Design of such wide band preamplifiers is carefully done and new preamplifiers is...
Application of automatic differentiation (AD) has a long history in accelerator modeling. Primarily, forward mode AD is used to construct Taylor approximations for one-turn transformations, computation of normal forms, and various other tasks. In this scenario, the differentiable variables correspond to phase space coordinates. It is also feasible to utilize knob parameters as differentiable...
We present basic analytical studies on the effects of the local transverse plasma density fluctuations. We show that in the blow-out regime transverse plasma density gradient results in a transverse wakefield. This, in turn, may lead to significant limitations in the machine's performance. We consider the classical round driver in the transverse coordinates and show, that in the blow-out...
В настоящее время значительный интерес представляет область исследований, посвященная генерации ТГц излучения при взаимодействии лазерных импульсов релятивистской интенсивности с веществом. Несмотря на большое количество источников ТГц излучения, релятивистское лазерно-плазменное взаимодействие выделяется на их фоне отсутствием эффекта насыщения энергии генерируемого ТГц излучения при...
Elliptical electromagnetic undulator UE212M for the station "Electronic Structure" in the SKIF project
D.S. Gurov, K.V. Zolotarev, V.V. Zuev, A.V. Utkin, V.G. Cheskidov
INP SB RAS, Institute of Nuclear Physics. G.I. Budker SB RAS, Novosibirsk, Russia
Abstract
The UE212M elliptical electromagnetic undulator is designed to generate synchrotron radiation for the “Electronic Structure”...
Основная задача циклотрона ДЦ-280 – выполнение долгосрочной программы исследований, проводимых на установках Фабрики сверхтяжелых элементов (СТЭ) с применением высокоинтенсивных пучков ионов, нацеленных как на синтез новых элементов (Z≥119), так и на детальное изучение ядерно-физических и химических свойств ранее открытых 112-118 элементов.
Одной из важных характеристик ускоренного пучка...
Ultrafast electron beams lengthening and time jitter severely degrade the temporal resolution in electron-laser applications, such as ultrafast electron diffraction (UED). In recent years, terahertz-driven devices have shown great potential in beam manipulation and diagnostics. This paper reports an all-optical method for compressing and characterizing a 3 MeV electron beam using single-cycle...
The calculation of high-energy beam lines consists of tracing of the proton beam trajectories along the transport channel from the source. The PROTON_MK program code was developed to carry out such calculations using the Monte Carlo method. The beam from the accelerator is introduced in the form of a multivariate Gaussian distribution in x,x’, z,z’, dp/p phase space. In the case when an...
The paper describes bunch dimensions measurements in electron-positron booster BEP of the VEPP-2000 collider at energy 430 MeV. Curves of bunch intensity dying mainly due to Touschek-effect and particles scattering by residual gas were obtained with simultaneous bunch dimensions registration. Vertical bunch size in BEP is too small for using projection optics so double-slit interferometer was...
The present work is part of a research devoted to the development of a method to search for particle EDMs in an existing storage ring (specifically, NICA of JINR). The method belongs to the family of methods built upon the Frozen Spin idea, one of whose features is that the momentary beam polarization vector is orthogonal to the invariant spin axis (the polarization axis); in other words, the...
The PCA correction method consists of a global analysis of turn-by-turn data obtained from beam position monitors (BPMs). One of its main advantages is speed of operation and the ability to detect pulsating power supplies. Along with this, a wide range of applications characterizes the PCA method: determination of perturbations of the accelerator magnetic structure, calculation of transport...
It is reported about the beginning of an experimental study of a high-current discharge in a vacuum with a duration of less than 100 ns initiated by laser plasma. Measurements of the discharge current, neutron output, and ion fluxes by collector technique are given. When the discharge current reaches 40 kA, dips of up to 30% of its full amplitude are observed at the front of the current pulse.
The article presents the studies of misalignments sources between current-based structure model of BINP Injection Complex storage ring and real-time measurements at beam position monitors. For detailed analysis the local partial model reconstructions are performed and compared with closed-orbit model. Local reconstructions based on Twiss parameters (beta functions) and dispersion functions...
Precise luminosity calibration is an essential task for any collider. In hadron colliders, the absolute luminosity is calibrated using the van-der-Meer scan, where the two colliding beams are swept across each other, and the reaction rates and the separations are recorded. As two charged particle bunches approach each other, their electromagnetic beam-beam interaction leads to perturbations in...
The microwave generator based on a magnetron generator with inverter sources of anode voltage for use in ECR sources of light ions is presented. The anode power source of magnetron is built according to the scheme of a quasi-resonant bridge converter with phase control at conversion frequency of 100 kHz. DC magnetron filament power supply with the possibility of smooth voltage adjustment has...
A scheme of an autocorrelator developed for measuring the duration of picosecond pulses of infrared radiation from the 3rd Novosibirsk Free Electron Laser is presented. The measurement is based on the generation of second harmonic radiation in the nonlinear crystal ZnGeP2 when two delayed pulses of radiation are overlapped in the crystal. The scheme was tested on a visible range laser with a...
The research program of Flerov Laboratory of Nuclear Reactions (JINR) in the synthesis of Super Heavy Elements and in applied research requires the production of intense accelerated beams of solid materials. Constant developments are being made to broaden the range of available beams for physics.
In this paper we report the results of production Al and Ti ion beams with different methods....
Ion sources often generate beams in which, in addition to the working type of ions, there is a spectrum of parasitic charged particles that mask the main current and make it difficult to correctly measure the source parameters. The article describes a technique for measuring the characteristics of a working-type ion beam by separating it from a full beam from a source from the measurements...
Modern radiofrequency (RF) photoinjectors that are widely spread as $e^{-}$ sources for FEL, colliders and synchrotron radiation facilities, use semiconductor photocathodes quite often. Such photocathodes, as a rule, consist of a semiconductor layer (units-tens of $\text{nm}$) and a metal substrate.
The use of such structures along with well-known benefits is associated with a number of...
To investigate the increase in longitudinal electron beam temperature resulting from transverse-longitudinal relaxation and longitudinal-longitudinal relaxation in the electron cooler and electron target of HIAF, the numerical simulations of the beam relaxation process utilizing a molecular dynamics approach were conducted. The impact of the magnetic field on the transverse-longitudinal...
For many years, codes for numerical simulation of the beam dynamics have been developed at NRNU MEPhI for both travelling and standing wave electron linacs taking into account the own beam field. The BEAMDULAC-BL code was developed to simulate self-consistent beam dynamics taking into account both the quasi-static component of the space charge and the beam loading effect.
The methods of...
The issues of the influence of geometric conditions of laser radiation focusing on the surface of the plasma-forming target of an azero-plasma ion source are considered. In particular, the presence of two ion emission maxima in the region of the laser radiation flux density exceeding 10^11 W/cm2 has been experimentally established. A possible interpretation of this effect is proposed....
The purpose of this work is to search for the optimal design and arrangement of magnets to ensure the correct and uniform distribution of the magnetic field in the plasma chamber of the ECR source, using the DECRIS-5M source as an example.
In this paper we investigate the influence of external magnetic fields created by solenoids in the area of a hexapole magnet from the point of view of...
This paper presents a comparison of the characteristics of various geometries of photogun resonators with a frequency of 2.45 GHz. For four variants of resonators, the electrodynamic characteristics of the structures are presented, and a comparative analysis of the results is carried out.
New 2.45 GHz ECRIS is under development at NRNU MEPhI. An attempt has been made to combine the advantages of microwave discharge ion sources and ECR ion sources by developing the device that can operate in both modes by deep tuning of magnetic field structure. The aim of this research is to design a new ECR ion source for studying the conditions for obtaining double-charged ions of helium and protons.
Abstract
Interaction of intense laser pulses with plasma finds one of the important applications in acceleration of charged particles. The pioneering work of Tajima and Dawson has given great impetus to the idea of electron acceleration using intense laser pulses. Several experiments and theoretical studies have been done to demonstrate laser wakefield acceleration of charged particles....
A compact modified thermionic electron source was developed for the 6 MeV medical accelerator. The peculiarity of this gun is a significantly reduced size, due to a change in the power supply scheme. For this electron source, the beam characteristics were calculated. After assembling the gun, tests were carried out and the corresponding experimental data was obtained, which is in good...
In the TeV range of energies, it becomes difficult and very costly to control particle trajectories using electro-magnets to obtain extracted beams at accelerators. For these purposes, high-gradient devices based on curved crystals are more suitable. These crystals can work as ultra-strong lenses with a focal length of less than 1 m, with an equivalent magnetic field of 1000 Tesla. In this...
Project of the proton accelerator-driven compact neutron source DARIA(Dedicated for Academic Research and Industrial Application) is developed in order to replace small and middle flux neutron sources based on the nuclear reactors. DARIA has a uniquely high ratio of efficiency to cost due to deep optimization of each key element of the system (proton injector and accelerator, target, neutron...
The basic idea to search for the Electric Dipole Moment (EDM) of charged particles in a storage ring was first proposed by the BNL. It assumes observation of the vertical buildup of beam polarization caused by the EDM in a so-called Frozen Spin (FS) lattice. The latter is composed of electrostatic deflectors to keep the momentum of the beam aligned with the direction of a polarization vector....
Currently the assembly and stage-by-stage commissioning of the NICA Collider is being at the Joint Institute for Nuclear Research (Dubna, Russia). The most of beam dynamics calculations has been completed. But at the same time the new experimental results about the beam vacuum chambers materials and its coatings has been appeared and this chambers to be planned for Collider vacuum system...
U400M isochronous cyclotron was create on the base of U300 classic cyclotron and is under operation at FLNR, JINR since 1996. U400M cyclotron is intended for accelerating the ion beams with A/Z= 2.286 – 9 to energy W= 80 – 6 MeV/nucl. Cyclotron have H-type main magnet with 4-meter pole diameter and 4 pairs of spiral type sectors. In 2022 year, the reconstruction of cyclotron magnetic structure...
Helical undulators are not so widely-used as the planar ones. It is partly caused by more complicated mechanical design. On the other hand, one of their advantages is the absence of high harmonics in on-axis radiation spectra. This property is very desirable for free electron lasers with optical resonator and some other applications. The simple magnetic design of such permanent-magnet...
The demand for accelerators with high electric field gradients is crucial for the development of future electron or proton colliders. To address this, plasma wakefield accelerators have emerged as a potential solution by utilizing short electron or proton bunches to generate substantial plasma wakes. These wakefields exhibit both longitudinal and transverse components, with the former...
Results of analytical and numerical calculations of slow beam extraction from Nuclotron are presented. The simulations aimed to verification of measured data and definition of the system optimal settings for future improvements of the accelerator. A comparison of calculated data and experimental results measured with heavy ions accelerated in an injection part of the NICA accelerator complex....
В ИЯФ СО РАН с 2006 года работает ускорительный источник нейтронов на основе 2.5 МэВ ускорителя-тандема с вакуумной изоляцией, в котором использовался источник отрицательных ионов водорода, обеспечивающий стабильную работу тандема с током ускоренных протонов до 8 мА [1]. В 2022 году была проведена модернизация инжектора отрицательных ионов в тандемный ускоритель. Был установлен источник...
The High Intensity heavy-ion Accelerator Facility (HIAF) is under constructed in China. The main feature of HIAF is to provide medium and high energies, high intensity heavy ion beams for nuclear and atomic physics. The Spectrometer Ring (SRing) is the most important experimental terminal of HIAF. A 450 keV electron cooler is designed and will be installed to reduce the beam phase volume and...
The new linac for A/Z = 8, output energy 4 MeV/u and 10 mA current is under development at NRC “Kurchatov Institute”-ITEP. The linac consists of Radio-Frequency Quadrupole (RFQ) with operating frequency 40 MHz and two sections of Drift Tube Linac (DTL) with operating frequency 80 and 160 MHz, correspondently.
The DTL_1 consists of 12 2-gaps quaterwave cavities. The paper presents results of...
The new linac for A/Z = 8, output energy 4 MeV/u and 10 mA current is under development at NRC “Kurchatov Institute”-ITEP. The linac consists of Radio-Frequency Quadrupole (RFQ) with operating frequency 40 MHz and two sections of Drift Tube Linac (DTL) with operating frequency 80 and 160 MHz, correspondently.
The DTL_2 consists of 28 5-gaps IH cavities. The paper presents results of the...
The new linac for A/Z = 8, output energy 4 MeV/u and 10 mA current is under development at NRC “Kurchatov Institute”. The linac consists of Radio-Frequency Quadrupole (RFQ) with operating frequency 40 MHz and two sections of Drift Tube Linac (DTL) with operating frequency 80 and 160 MHz, correspondently.
The 11 meters long RFQ is based on a 4-vane structure with magnetic coupling windows in...
A method for correcting the magnetic field for a superconducting undulator with neutral poles manufactured at the INP is described, as well as a mathematical apparatus that calculates the currents of the additional power supply for correcting the magnetic field. To correct the field and orbit inside the undulator, the main windings of the undulator are used, grouped into separate groups and...
Previously, beam injection from a linear accelerator into the damping ring of the VEPP-5 injection complex have been investigated. As a result, it was noticed that the beam regrouping occurs several times faster than the radiative decay time determines. The simulations carried out showed the occurrence of microwave instability on bunches injected into the storage-cooler, and the frequency at...
The article presents new applications of curved crystals in accelerator science, which can stimulate new experi-ments in high-energy physics: a new type of beam lines for positive secondary particles, the production of high-energy neutrino beams, and the crystal muon collider. Proposals were formulated for the use of crystals in large hadron colliders, which were confirmed by experimental...
В исследовании произведён сравнительный анализ некоторых приближённых и точных решений для модифицированного формирующего электрода в пушке Пирса с тепловым зазором. С использованием численного моделирования показана эквивалентность разных решений с точки зрения практической реализации и качества пучка. Наконец, представлена конкретная форма модифицированного пирсовского электрода с учётом...
Аналитически и посредством численного моделирования выполнено исследование взаимодействия релятивистки интенсивного лазерного импульса с полуограниченной плазмой, приводящего к возникновению вблизи ее границы многопотокового течения электронной компоненты плазмы, следствием которого является генерация электронных сгустков и их ускорение в кильватерной волне лазерного импульса.
Показано, что...
Представлены результаты моделирования динамики ионов водорода в модернизированном циклотроне Ц-80, который оснащён двумя каналами выпуска пучков различной интенсивности для производства радионуклидов и терапии офтальмологических заболеваний. Вывод двух пучков будет осуществляться за счёт перезарядки Н- с последующим выводом протонов. Для наработки радионуклидов из циклотрона будет выводиться...
В настоящее время в НИЦ «Курчатовский институт» осуществляется проект «Луч-Протон» для создания центра протонно-лучевой терапии. В рамках этого проекта в НИЦ «Курчатовский институт » - ККТЭФ в качестве инжектора в протонный синхротрон разрабатывается импульсный протонный ускоритель с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой (RFQ) с энергией 5 МэВ, рабочей частотой 162.5 МГц и...
В настоящее время на базе Poccийcкoгo фeдepaльного ядерного центра Bcepoccийcкoго научно-иccлeдoвательского института экcпepиментальной физики (PФЯЦ − BHИИЭФ) разрабатывается проект комплекса для исследо-вания воздействия ионизирующих излучений космического пространства, основой которого является синхротронный ускоритель, обеспечивающий ускорение протонов и различных типов ионов вплоть до...
В будущих экспериментах на установке AWAKE будет две плазменных секции с вакуумным промежутком между ними: секция самомодуляции, в которой протонный драйвер разделяется на последовательность микропучков, и ускоряющая секция, в которой кильватерное поле ускоряет короткий электронный пучок. Длина вакуумного промежутка пока не определена, поэтому мы разработали формулу позволяющую предсказать...
В источниках синхротронного излучения последних поколений для достижения малого эмиттанса пучка используются специальные TME-ячейки (Theoretical Minimum Emittance) различных конфигураций. Для компенсации возникающего в TME-ячейках хроматизма применяются секступольные линзы, которые, в свою очередь, уменьшают динамическую апертуру (ДА).
В настоящей работе в среде программного комплекса...
Экспериментальные данные показывают, что распространение волн пространственного заряда влияет как на суммовой сигнал на электродах пикапа, так и на результаты измерения положения пучка. Аксиально-симметричные волны, в соответствие с теоретическими предсказаниями, могут значительно снизить суммовой сигнал и ухудшить точность измерений. Асимметрия в модуляции плотности заряда приводит к...
В ОИЯИ совместно с ИЯФ СО РАН планируется проведение экспериментов с ускорительным комплексом NICA, посвященных изучению спиновых эффектов в столкновениях pp и dd. В рамках данной физической программы планируется эксперимент по проверке нарушения P-четности в pd-рассеянии на мишени. Для осуществления данного эксперимента необходимо изучение возможности получения пучка p или d с динамически...
В работе проанализирована применимость лазерного импульса
проектируемой установки XCELS (Саров) в качестве драйвера для плазменного
ускорения. Энергозапаса импульса достаточно, чтобы ускорить электронный
сгусток с зарядом 50 пКл до энергии 100 ГэВ. Однако для этого необходимо
создать плазменный канал длиной 70 м с характерным радиусом 200 мкм и
плотностью плазмы на оси...
В работе рассмотрен резонатор коаксиального типа в запредельном волноводе, содержащий отрезок медной цилиндрической трубы и коаксиально установленный в нем резонансный элемент – медный цилиндр. Мода колебаний TM01-типа возбуждалась в волноводе (цилиндрической трубе) с помощью коаксиального электрического зонда, расположенного по оси системы. При выбранных размерах в устройстве труба-цилиндр...
Переходное и дифракционное излучения (ПИ/ДИ) имеет несколько применений в диагностике характеристик пучков заряженных частиц ускорителей, таких как длина сгустка, поперечные размеры сгустков и эмиттанс. Это излучение возникает, когда заряженные частицы пересекают или движутся рядом с мишенью. Однако до сих пор не было специальных кодов для моделирования ПИ и ДИ от разных типов мишеней. Все...
В настоящее время в НИЦ «Курчатовский институт» ведется разработка линейного ускорителя ЛУ2 для создаваемого в РФЯЦ-ВНИИЭФ синхротронного комплекса Межведомственного центра комплексных радиационных исследований и испытаний. Система базируется на генерации ионов из плазмы, создаваемой воздействием импульсного лазерного излучения высокой мощности на твердую мишень. В работе описана схема и...
В докладе рассматриваются линейные сверхпроводящие коллайдеры с рекуперацией энергии. Для исключения паразитных столкновений предполагается использование сдвоенных ускоряющих структур (параллельных линаков, соединенных по СВЧ). В случае e+e- столкновений пучки используются многократно, коллайдер работает в непрерывном режиме или со скважностью, в зависимости от имеющейся мощности. В случае...
Синхротронные источники являются незаменимыми инструментами в современных исследованиях в области физики, химии, биологии, материаловедения и многих других научных дисциплин. Они обеспечивают высокую интенсивность, широкий спектр энергий и уникальные свойства синхротронного излучения, что делает их непревзойденными для множества экспериментальных задач. В последние десятилетия значительные...
В ККТЭФ НИЦ "Курчатовский институт" ведутся работы по разработке линейного ускорителя ЛУ-2. На этапе проектирования, для получения рабочего вакуума в структурах IS, LEBT, RFQ, MEBT, DTL не хуже 1х10-7 мбар и канала вывод пучка HEBT не хуже 1х10-9 мбар, было произведено моделирование процесса вакуумной откачки. Для этого был использован программный продукт MolFlow+, основанный на численном...
В НИЦ "Курчатовский институт” – ККТЭФ (Курчатовский комплекс теоретической и экспериментальной физики) разрабатывается линейный резонансный ускоритель тяжелых ионов импульсного типа с энергией 4 МэВ/нуклон, рабочей частотой 162.5 МГц и током до 10 мА. Канал HEBT (канал транспортировки тяжелых ионов высокой энергии) предназначен для транспортировки пучка ускоренных ионов с A/Z = 4÷8 до мишени...
В НИЦ “Курчатовский институт” – ККТЭФ (Курчатовский комплекс теоретической и экспериментальной физики) разрабатывается линейный резонансный ускоритель тяжелых ионов импульсного типа. Канал транспортировки пучков низкой энергии LEBT осуществляет транспортировку пучка от лазерно-плазменного источника многозарядных ионов с A/Z от 4 до 8 (вплоть до Bi27+) до ускорителя с пространственно-однородной...
Предложена инженерная методика оценки характеристик высокочастотной системы циклотрона, нагруженной сильноточным пучком. В рамках методики выведены уравнения переходного процесса. Проведён анализ характеристик системы в стационарных режимах, даны рекомендации по обеспечению условий согласования в режимах с различной мощностью пучка.
В ИЯФ СО РАН планируется создание ускорительного комплекса Супер Чарм-Тау Фабрики (СЧТФ), работающего в широком диапазоне энергий $2E=2-5\ \text{ГэВ}$ в с.ц.м. и имеющего проектную светимость $L=1\cdot10^{35} \text{см}^{-2} \text{сек}^{-1}$. В рамках физической программы СЧТФ предлагается провести эксперимент по измерению бегущего слабого угла Вайнберга на энергии $J/ψ$ мезона. Из-за малости...
Проведено сквозное моделирование динамики пучка в системе вытягивания, транспортировки пучка и первой секции ускорителя (RFQ). Предложенная методика моделирования динамики ионов от источника до выхода из RFQ позволила оперативно и эффективно менять параметры системы согласования в зависимости от конечных результатов прохождения пучка в RFQ. Разработана и оптимизирована система согласования...
При производстве сверхпроводящих вставных устройств (особенно ондуляторов) для генерации синхротронного излучения необходимо с высокой точностью измерять магнитное поле. Широкое распространение получили системы магнитных измерений на основе датчиков Холла. Каретка с датчиком вставляется в вакуумную антикамеру и приводится в движение с помощью нити. Из-за непостоянства размеров антикамеры по её...
Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ) – строящийся в г. Кольцово Новосибирской области специализированный источник синхротронного излучения поколения «4+». Параметры основного кольца-накопителя, такие как энергия пучка 3 ГэВ, сверхмалый горизонтальный эмиттанс около 72 пм·рад, большой ток пучка 400 мА, позволяют создать на его основе эффективный источник комптоновских фотонов. В данном...
В ОИЯИ ведётся работа по созданию источника релятивистских "закрученных" (с орбитальным угловым моментом) электронов на базе комплекса линейного ускорителя ЛИНАК-200. Первая очередь данного проекта представляет собой стенд на энергию до 5 МэВ в варианте с СВЧ-пушкой и до 400 кэВ в варианте с DC-пушкой. В докладе приведено техническое описание стенда и текущий статус работ по его созданию.
В Институте ядерной физики СО РАН разработан прототип сверхпроводящего ондулятора с периодом 12 мм и полем 0.7 Тл. Вертикальная апертура ондулятора составляет 5 мм при межполюсном зазоре 7 мм.
В статье обоснован выбор параметров ондулятора, описана его конструкция, основанная на горизонтальном рейстреке с нейтральными полюсами, приведены расчётные характеристики ондулятора и генерируемого им...
Прецезионное измерение параметров пучка в коллайдере вместе с возможностью проводить такие измерения в режиме online является мощным инструментом для оптимальной настройки коллайдера и достижения высокой светимости. Цифровая обработка сигнала (например преобразование фурье) используется для определения частоты колебаний пучка. В работе рассмотрены уточняющие БФП методики, такие как...
Цель работы состоит в создании вычислительных моделей т.н. «длинного дипольного магнита продольным градиентом магнитного поля! Для проекта УНК-СИЛА. Особенности этого магнита заключаются в применении в качестве источников поля высококоэрцитивных постоянных магнитов, использовании низкоуглеродистой стали, высоких требований к качеству распределения поля, потребности учёта взаимного влияния...
Обсуждаемые в работе вычислительные модели т.н. «коротких дипольных магнитов» накопительного кольца проекта УНК-СИЛА, описывают магниты, использование которых отличает проект среди других. Пространственная прецизионная модель, использующая российский комплекс программ КОМРОТ, обеспечивает расчёт распределений магнитных полей и пондеромоторных сил. Модель допускает расширение на случай...
ЭЦР источники ионов являются одним из основных способов получения ионов необходимой зарядности и интенсивности. Одной из важных задач при разработке таких устройств является разработка системы СВЧ питания. Определены элементы системы, необходимые для стабильной постоянной работы ЭЦР ионного источника. Проведено моделирование и оптимизация таких элементов как трехшлейфовый штыревой...
Ондуляторы (вставные устройства) широко применяются на современных источниках СИ для генерации высокоинтенсивного когерентного излучения. Стабильность свойств и качество получаемого в ондуляторах излучения зависят от точности расположения магнитов в сборке, которая достигается путём юстировки каждого магнитного элемента [1].
В данной работе представлены результаты численного...
В настоящее время в Новосибирске ведется строительство источника синхротронного излучения поколения 4+ СКИФ. Его особенностью является малый эмиттанс при высоком токе пучка. Коллективные эффекты в динамике интенсивного пучка могут приводить к возникновению различных неустойчивостей и соответственно к ухудшению качества пучка или его полной потере. Для подавления нежелательных эффектов...
Для обеспечения стабильного выхода нейтронов на уровне не ниже 1•10Е13 (н/с), необходимо определить оптимальный режим работы систем генерации и транспортировки ионного пучка. Был проведён расчёт, определены технические решения, состав, параметры и компоновка магнитооптических систем, обеспечивающих формирование на мишени НГ 13М пучка ионов с требуемыми характеристиками. Выполнены...
В работе рассматривается явление взаимодействия электронных сгустков с собственными следовыми электромагнитными полями в вакуумной камере ускорителя. Интерес представляет результат взаимодействия в продольном направлении движения, а именно искажение функции плотности распределения в продольном фазовом пространстве в отсутствие и при наличии когерентных колебаний. Традиционно при исследовании...
На сегодняшний день ускорительные установки различной конфигурации находят большое применение в сферах медицинской и научной деятельности. Одним из основных направлений работ по развитию ускорительной техники является увеличение энергии пучков заряженных частиц, что достигается совершенствованием магнитной системы ускорителя и системы инжекции.
Данная статья посвящена разработке...
Сверхпроводящий вигглер с периодом 27 мм, полем 2.7 Тл и межполюсном зазором 7 мм для станции 1-3 «Быстропротекающие процессы» на источнике СКИФ, созданный в ИЯФ СО РАН, был испытан в погружном и собственном криостате. Представлены основные характеристики и особенности конструкции магнитной и криогенной систем этого вставного устройства. Описаны теоретические расчеты параметров магнитной...
Разработана система ВЧ-питания для линейного ускорителя тяжелых ионов синхротронного комплекса (СКИ) «РФЯЦ ВНИИЭФ». В докладе приводятся сведения о составе и характеристиках системы, представлены схемы возбуждения ускоряющей структуры RFQ, резонаторов с трубками дрейфа DTL-1 и DTL-2.
На площадке НИЦ «Курчатовский институт»-ИФВЭ в Протвино рассматривается проект по созданию комплекса лучевой терапии пучком ионов углерода с целью освоения технологии лечения радиорезистентных онкологических новообразований. Ускорительный комплекс будет состоять из следующих основных частей: лазерный источник ионов, канал согласования (LEBT), линейный ускоритель, ионный синхротрон. Линейный...
АННОТАЦИЯ
Криогенный комплекс коллайдера NICA предназначен для охлаждения трех сверхпроводящих колец ускорительного комплекса: Нулотрона, Бустера и Коллайдера.
Основными компримирующими агрегатами криогенного комплекса NICA являются винтовые гелиевые компрессоры «Каскад 110/30» и «Каскад 80/25». Новые агрегаты «Каскад 110/30», расположенные в новой криогенно-компрессорной станции,...
НИЦ «Курчатовский институт» - ИФВЭ разработал сверхпроводящие квадрупольные магниты для системы финальной фокусировки пучков тяжелых ионов (FFS) коллаборации HED@FAIR международного ускорительного комплекса ионов и антипротонов (FAIR) в Дармштадте, Германия. Квадруполи FFS должны иметь уникальное сочетание большого внутреннего диаметра сверхпроводящей катушки 260 мм и высокого градиента...
Для увеличения плотности в процессе накопления и поддержания светимости в процессе столкновений тяжелых ионов в коллайдере NICA ведется разработка системы стохастического охлаждения. Для тестирования элементов системы коллайдера используется тестовый канал стохастического охлаждения на Нуклотроне. Перед 4 сеансом пусконаладочных работ (ПНР) в Нуклотроне была произведена замена кикера системы...
Рассмотрены особенности моделирования центральной области и динамики пучка ионов водорода для циклотрона Ц-250. Разработанный АО "НИИЭФА" циклотрон предназначен для ускорения ионов H- и H+ в широком диапазоне регулирования энергии 30-250 МэВ. На основе моделирования динамики пучка ионов водорода определена оптимальная конфигурация центральной области ускоряющей системы. В разработанной...
Проблема эрозии вольфрамовой облицовки вакуумной камеры токамака-реактора, находящейся в контакте с термоядерной плазмой, в настоящее время вызывает серьёзный интерес. Эта проблема проявляется особенно остро в области дивертора токамака, где наибольшую угрозу для элементов облицовки представляют интенсивные импульсные тепловые нагрузки, возникающие вследствие быстрых переходных процессов в...
Метод лазерного кильватерного ускорения заряженных частиц основан на создании плазменной волны с помощью распространяющегося в плазме лазерного импульса. Численное моделирование играет важную роль в исследовании различных режимов такого метода ускорения. В данной работе представлена реализация инструмента моделирования эволюции лазерного импульса в плазме в двумерной и трёхмерной геометриях....
Циклотрон ДЦ-280 был разработан и создан в ЛЯР ОИЯИ. В основу проекта ДЦ-280 легли как новые, так и экспериментально проверенные научные и инженерные решения ЛЯР ОИЯИ. ДЦ-280 — это ускоритель с проектной максимальной интенсивностью пучка на мишени 10 мкА частиц для ионов средних масс, что на порядок превышает интенсивности, достигнутые на сегодня в долговременных экспериментах по синтезу СТЭ...
