Быстрые системы впуска-выпуска для ускорителей заряженных частиц

• Автор: Шведов, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1.1. Газонаполненные искровые разрядники

1.2. Импульсные водородные тиратроны с накаливаемым катодом

1.3. Псевдоискровые коммутаторы

ГЛАВА 2. СИСТЕМА ВПУСКА-ВЫПУСКА ИСТОЧНИКОВ СИ «СИБИРЬ» И «ТНК»

2.1. Инжекция в Малый накопитель

2.2. Выпуск из Малого накопителя и инжекция в Большой накопитель

2.3. Параметры высоковольтных наносекундных генераторов системы впуска-выпуска

2.4. Особенности конструкции и режимов работы разрядников
2.6. Схема формирования высоковольтных наносекундных импульсов
2.7. Методика оперативной настройки разрядников
2.8. Устройства передачи высоковольтных наносекундных импульсов к нагрузкам
2.9. Тиратронные генераторы вертикальной и горизонтальной «раскачки» пучка
2.10. Эксплуатационные результаты работы системы впуска-выпуска комплекса «Сибирь»

ГЛАВА 3. СИСТЕМА ВПУСКА-ВЫПУСКА ЧАСТИЦ ДЛЯ КОМПЛЕКСА
FEL УНИВЕРСИТЕТА DUKE (США)
3.1. Технические требования к системе впуска-выпуска
3.2. Конструктивные особенности кикеров
3.2.1. Кикеры бустера-синхротрона
3.2.2. Кикеры инжекции основного кольца
3.3. Наносекундные генераторы для кикеров
3.3.1. Выбор типа коммутирующих устройств
3.3.2. Испытания псевдоискровых коммутаторов серии ТПИ
3.3.3. Устройство генераторов и результаты их испытаний на комплексе

3.3.4 Согласующие нагрузки на основе безиндуктивных объемных резисторов
ГЛАВА 4. ПРОЕКТ СИСТЕМЫ БЫСТРЫХ ФЕРРИТОВЫХ КИКЕРОВ ДЛЯ ИСТОЧНИКА СИ «NANOHANA»
4.1. Конструкция кикеров бустер-синхротрона
4.2. Магнитные кикеры основного накопительного кольца
4.3. Моделирование основных режимов работы генераторов
4.4. Принципиальное устройство генераторов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение
Для реализации впуска и выпуска пучков заряженных частиц в циклических ускорителях часто используется каскадная схема с однооборотной инжекцией частиц из ускорителя-инжектора в промежуточное накопительное кольцо (или синхротрон-бустер) и с однооборотным выпуском и инжекцией в основное накопительное кольцо [1, 2, 3, 4]. Такая схема имеет определенные преимущества:
• Пучок, выпущенный из ускорителя - синхротрона имеет малый разброс по энергиям и малый фазовый объем ЗхЮ'2 -3x10 3 см рад по вертикали и горизонтали (рс и у), соответственно, при этом в накопитель может быть захвачена большая часть частиц, ускоренных в синхротроне.
• Однооборотная инжекция обеспечивает малые искажения фазового пространства перепускаемого пучка.
• Малые потери при выпуске и инжекции облегчают эксплуатацию установки из-за снижения уровня радиации.
Задачи однооборотного впуска/выпуска выполняются с помощью специальных наносекундных устройств, входящих в состав систем «впуска-выпуска» заряженных частиц.
Для циклических ускорителей с периметром порядка 100 м повышаются требования к времени установления удара по пучку с помощью импульсного отклоняющего устройства - кикера. Для получения высокой эффективности перепуска время установления удара в кикере, определяемое длительностью фронта электрического импульса, размерами и свойствами отклоняющего устройства, должно быть минимальным. В современных ускорителях и накопителях, в большинстве случаев применяется- высокая кратность ускоряющего высокочастотного напряжения (180, 300 и 500 МГц) и работа с большим числом сгустков. Такие режимы в основном используются на комплексах СИ для получения максимальных электронных токов, а так же в

ранее накопленным пучками. Инф лектор МН одновременно бьет по впускаемому и накопленному пучку. Благодаря использованию прединфлектора устраняется выбивание или чрезмерная раскачка накопленных ранее частиц [20]. Схема инжекции показана на рис. 2.1.
Для МН ТНК [52] рассматривались несколько вариантов инжекционных схем: режим инжекции со сдвигом по фазе без применения прединфлектора (рис. 2.3) и режим накопления с предударом циркулирующего пучка, в котором используется прединфлектор (рис.2.4). В зависимости от режима изменяются напряжения на пластинах инфлекторов. Возможность реализации режима накопления со сдвигом по фазе основана на относительно малой длительности импульса инфлектора и в два раза меньшим временем затухания продольных колебаний пучка, по сравнению с вертикальными (рис.2.2).
, , 21 Лек 2007
Напряжение уставки (в программе) - ЫЭ kv 2:26:27
Напряжение, измеренное зарядным делителем - 49 kV Аттенюатор "плюс" -115 Аттенюатор “минус" - 1І8 Суммарным коэффициент деления с учетом падения на кабеле и на искре : в канапе "плюс" -1(6.125-0,163 в канапе ,’минус"-1/10.£>*::: 0,0917
Рис. 2.2. Схема накопления со сдвигом инфлектора по фазе относительно
центра ВЧ сепаратрисы.