Формирование пикосекундных электронных пучков для радиационно-химических и физических исследований

• Автор: Павлов, Юрий Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 303 с. : ил.

1. Комплекс систем формирования пикосекундных импульсов для линейных ускорителей электронов
1.1. Субгармоническая группирующая система ускорителя У-28 для разработки многофункциональных систем измерения параметров пучка
1.2. Экспериментальный инжекторный стенд "Левкой" для испытаний субгармонических систем формирования электронных пучков
1.3. Инжектор и выходные устройства экспериментального стенда С-31 для изучения транспортировки короткоимпульсных пакетных пучков в разреженных газах
1.4. Система формирования стенда "Мальва" для исследования узлов установок для времяпролетной нейтронной спектроскопии
1.5. Магнитная формирующая система ускорителя "Мальва-2" для калибровки сверхбыстродействующих детекторов ионизирующих излучений
1.6. Магнитный группирователь ускорителя У-003М для изучения флуоресценции и радиационно-оптических процессов
1.7. Результаты внедрения систем формирования пикосекундных пучков на ускорителях
2. Инжекторы для формирования короткоимпульсных электронных пучков
2.1. Наносекундные электронные пушки
2.1.1. Наносекундные пушки для пакетного реэ/сима работы
2.2. Модуляторы электронных пушек
2.2.1. Модулятор электронной пушки инэ/секторного стенда
2.2.2. Модуляторы с большой частотой повторения импульсов
2.2.2. Модуляторы для пакетного режима
2.3. Исследование эмиссионных свойств автокатодов в сверхвысокочастотном поле формирующего резонатора
2.3.1. Способ управления током автокатода в СВЧ-поле
2.4. Фотоэлектронная пушка
2.4.1. Фотокатоды
2.4.2. Модуляция фотокатода лазерным лучом
2.5. Дефлекторы для формирования коротких импульсов тока пучка
2.5.1. Модуляторы дефлекторов
2.5.2. Экспериментальные исследования дефлекторов
2.6. Результаты разработок инжекторов
3. Субгармонические и магнитные группирователи пикосекундных пучков
3.1. Субгармонические резонаторы

2.1.1. Резонатор для группировки электронов на частоте субкратной к ускоряющей частоте 3200 МГц
3.2. Каскадная субгармоническая группировка
3.3. Системы ВЧ-питания субгармонических резонаторов
3.3.1. ВЧ-питание многорезонаторного субгармонического инжектора
3.3.2. Фазовые нестабильности ВЧ-питания субгармонической системы
3.4. Формирующие резонаторы
3.5. Фокусирующая система
3.5.1. Квадрупольная фокусировка
3.6. Магнитные системы формирования
3.6.1. Магнитный спектрометр
3.7. Результаты разработок группирователей
4. Синхронизация систем формирования, метрики и экспериментальных устройств
4.1. Схемы деления и умножения частоты
4.1.1. Синхронизация умноэ/сением частоты
4.1.2. Синхронизация делением частоты
4.2. Высокочастотная синхронизация систем формирования для ускорителей на магнетронах
4.3. Система синхронизации на частотах 200 МГц
4.4. Синхронизация инжекторов с СВЧ-полем ускорителя
4.5. Экспериментальное изучение работы схем синхронизации
4.6. Обсуждение результатов создания схем синхронизации
5. Аппаратура для оптической диагностики электронных пучков
5.1. Установка оптикоэлектронной диагностики
5.2. Световодные кюветы для исследования флуоресцирующих веществ и сцинтилляторов
5.3. Приборы для повышения точности регистрации кинетики спектров и расширения одновременно исследуемого участка спектра
5.4. Оптическая регистрация по многократному нарушению полного
внутреннего отражения света в объекте
5.5. Радиационная стойкость оптических материалов применяемых в
системах формирования и диагностики
5.6. Обсуждение результатов разработок аппаратуры для оптической
диагностики
6. Детекторы для измерения параметров пикосекундных ускорителей
6.1. Модуляционно-оптические полупроводниковые детекторы параметров импульсов тока
6.2. Электрооптические детекторы с пикосекундным временным разрешением
6.2.1. Детекторы нерелятивистских пучков пикосекундного диапазона

6.3. Магнитооптические детекторы для измерения тока и положения пучка
6.4. Перспективы электрооптических методов диагностики
Заключение
Приложение 1. Основные параметры ВЧ и СВЧ-генераторов линейных
ускорителей
Приложение 2. Акты о внедрении систем формирования и диагностики
пикосекундных электронных пучков
Список литературы

В другом случае свет транспортировался с помощью оптической системы из зеркал и объективов на расстояние 10 метров и через отверстие в бетонной защите выводился из ускорительного бункера. В этом случае возможна визуальная настройка регистрирующей камеры, но при транспортировке света неизбежны потери в интенсивности до 30%.
Осциллографическая регистрация импульсов осуществляется с помощью сверхскоростного осциллографа. На рис. 1.20 приведены осциллограммы пикосекундных импульсов. Ток оценивался по результатам измерений длительности импульса и ускоряемого заряда. Заряд в пикосекундном импульсе измерялся путем определения напряжения заряда емкости измерительного радиочастотного кабеля (Ск = 4 нФ) от коаксиального цилиндра Фарадея. При заряде емкости кабеля до напряжения в 1 В при известной длительности импульса 40 пс ток в импульсе составляет 110 А. Определено, что минимальной длительности импульса соответствует максимальный заряд, при этом предимпульс имеет величину заряда менее 10% от основного.
Рис. 1.20. Импульсы тока пучка на выходе ускорителя Мальва-2. Длительность импульса ~ 40 ис,
ток ~ 110 А. Послеимпульсы тока -а) 5% от основного импульса; б) 10%; в) 15%.