Динамика высокоинтенсивного пучка в сверхпроводящей щелевой Н-структуре с ВЧ-фокусировкой на низкие энергии

• Автор: Васюхин, Никита Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

I. Выбор ускоряющей структуры протонов на низкие энергии, сверхпроводящая щелевая Н-структура с ВЧ-фокуснровкой
1.1. Отличительные особенности сверхпроводящего ускорителя протонов на низкие энергии

1.2 Динамика пучка в сверхпроводящих резонаторах с аксиальной симметрией поля

1.3 Отказ от аксиальной симметрии, щелевая Н-структура

1.4 Щелевая Н-структура с ВЧ-фокусировкой

II. Динамика пучка в сверхпроводящем ускорителе на щелевой Н-структуре с ВЧ-фокуснровкой

И. 1 Дефокусирующий фактор ВЧ-поля в ускоряющих структурах при

отсутствии синхронизма

II. 1.1 Интегральное воздействие проскальзывания частицы

относительно ВЧ-поля на дефокусирующий фактор

II. 1.2 Уравнения движения в последовательности идентичных резонаторов

11.2 Особенности динамики пучка в щелевой Н-структуре
11.2.1 Квадрупольная компонента щелевой Н-структуры
11.2.2 Влияние проскальзывания частицы относительно ВЧ-поля в щелевой Н-структуре
11.3 Особенности динамики пучка в щелевой Н-структуре с ВЧ-фокусировкой
11.3.1 Возможные варианты фокусирующего канала
11.3.2 Описание динамики пучка с использованием формализма бегущей волны
11.3.3 Продольно-поперечный резонанс связи

II.3.4 Способы уменьшения влияния продольных колебаний на
поперечное движение
П.3.5 Влияние проскальзывания частицы относительно ВЧ-поля в щелевой Н-структуре с ВЧ-фокусировкой на поперечное движение
II.3.6 Семейства резонаторов и структурные резонансы
III. Особенности динамики высокоинтенсивного пучка в сверхпроводящем ускорителе на низкие энергии
ПІ.1 Аналитическое описание поперечного движения с учетом сил
пространственного заряда
ПІ. 1.1 Система уравнений движения в поперечной плоскости
Ш. 1.2 Уравнения огибающих с учетом рассогласования пучка с каналом
III. 1.3 Решение нелинейного уравнения поперечного движения асимптотическим методом
III.2 Возможные резонансы из-за модуляции р-функции
111.2.1 Резонансы в поперечном движении высокоинтенсивного пучка из-за возмущения р-функции вследствие рассогласования
111.2.2 Резонансы в поперечном движении высокоинтенсивного пучка из-за возмущения р-функции фокусирующей системой
ИІ.З Численная модель трехмерного движения пучка в ускоряюще-фокусирующем канале
111.3.1 Уравнения движения
111.3.2 Решение уравнения Пуассона
IV. Сверхпроводящий ускоритель на щелевой Н-структуре с ВЧ-фокусировкой на энергию до 50 МэВ
IV. 1 Построение геометрии канала, выбор основных параметров
структуры, динамика низкоинтенсивного пучка
IV.2 Моделирование динамики высокоинтенсивного пучка в ускоряющем канале, основанном на сверхпроводящей щелевой Н-структуре с ВЧ-фокусировкой

Заключение
Литература

устойчивости пучка в поперечной плоскости можно получить из уравнения (И. 27):
При нулевой амплитуде вынужденных колебаний квазисинхронной частицы <ра= 0 выражение (II. 28) совпадает с выражением (II. 23), а набор фаз на резонаторе (II. 27) становится равным удвоенному набору фаз на (II. 22) из-за того, что мы положили длину резонатора 2Д^Д:
Теперь можно оценить максимально возможную среднюю квазисинхронную фазу, при которой поперечное движение пучка будет устойчиво, если допустить, что вследствие отсутствия синхронизма амплитуда проскальзывания будет ±л/4. Подставляя принятые ранее значения при энергии W = 3 MeV, получим максимально возможную среднюю квазисинхронную фазу |д3|~5°. Из этого следует, что при данных
условиях квадрупольная компонента в ускоряющем зазоре и фокусирующий эффект, возникающей из-за проскальзывания не могут обеспечить достаточную фокусировку пучка даже на низких энергиях.
П.З Особенности динамики пучка в щелевой Il-структуре с ВЧ-фокусировкой
Теперь рассмотрим щелевую структуру, в которой для увеличения фокусирующего воздействия ВЧ-поля были введены дополнительные электроды. Благодаря тому факту, что в резонаторах Н-типа наведенный потенциал спадает к концам резонатора, фокусирующие электроды было решено разместить в крайних зазорах резонатора. Для описания динамики
(II. 28)
(II. 29)