Инжектор комплекса специализированного источника синхротронного излучения в НИЦ "Курчатовский институт" - линейный ускоритель с двойным прохождением электронного пучка

• Автор: Фомин, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. НОВАЯ ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ИНЖЕКТОРА

§1.1. Функциональная схема действующего инжектора накопителя Сибирь-2.

§1.2. Техническое перевооружение линейного ускорителя

§1.3. Электромагнитные поля в ускоряющей структуре линейного ускорителя

ГЛАВА 2. ЭЛЕКТРОННАЯ ПУШКА С КОЛЬЦЕВЫМ КАТОДОМ

§2.1. Общие требования к электронной пушке

§2.2. Выбор и описание программного обеспечения

§2.3. Математическая модель электронной пушки_с кольцевым катодом

ГЛАВА 3. МАГНИТНОЕ ЗЕРКАЛО

§3.1. Общие требования к магнитному зеркалу
§3.2. Магнито-оптическая структура
ГЛАВА 4. ДИНАМИКА ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА
§4.1. Динамика электронного пучка в ускоряющей структуре линейного ускорителя
§4.2. Динамика электронного пучка в магнитном зеркале
§4.3. Динамика электронного пучка при втором прохождении ускоряющей структуры
линейного ускорителя
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ДЕЙСТВУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ПУШКА
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. МЕТОД ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЭВОЛЮЦИИ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время ускорители заряженных частиц и, в частности, специализированные источники синхротронного излучения, являются мощным инструментом в науке и в создании передовых технологий. Разработка, создание и запуск новых ускорителей приводит как к технологическому прогрессу в промышленности (при создании новых высоко технологических установок), так и к разработке принципиально новых методов исследований в области фундаментальных наук и технологий в производстве (при использовании новых источников синхротронного излучения).
В октябре 1999 года состоялась официальная процедура открытия Источника Синхротронного Излучения в Российском научном центре «Курчатовский институт», г. Москва. Курчатовский источник синхротронного излучения — первый в России специализированный ускорительный комплекс, предназначенный для генерации пучков синхротронного излучения [1].
Этот комплекс был разработан и изготовлен в ИЯФ СО РАН (г. Новосибирск). Комплекс включает в себя линейный ускоритель на энергию электронов 80 - 100 МэВ в качестве форинжектора и два накопителя электронов: Сибирь-1 на энергию 450 МэВ и Сибирь-2 на энергию 2.5 ГэВ. Общий вид накопителя Сибирь-2 в ускорительном зале показан на фото, Рисунок 1.

Рисунок 1. Общий вид накопителя Сибирь-2.
Накопитель Сибирь-1 работает в качестве бустера для накопителя Сибирь-2, а так же как самостоятельный источник синхротронного излучения в спектре мягкого рентгена и вакуумного ультрафиолета [2, 3, 4].
Большой накопитель Сибирь-2 является основным источником синхротронного излучения, позволяющим работать как в мягком, так и в жестком рентгеновском диапазоне с энергией фотонов 10 эВ — 100 кэВ с характеристической энергией фотонов из поворотных магнитов 7.2 кэВ.
Магнитная структура Сибири-2 состоит из шести зеркально-симметричных суперпериодов, каждый из которых содержит по два 3 м промежутка для ондуляторов, сильнополевых сверхпроводящих вигглеров, инжекции и резонаторов ВЧ-питания [1,5, 6, 7].

О 11 21 32 43
——> г = 0 ішп ------- г = 4.3 ніш
Рисунок 1.10. Амплитудные пространственные распределения продольной компоненты напряженности электрического поля Е3 внутри регулярного ускоряющего зазора на оси линейного ускорителя (красная линия) и вблизи апертуры (синяя линия).
Рисунок 1.11. Амплитудные пространственные распределения радиальной компоненты напряженности электрического поля Ег (красная линия) и индукции магнитного поля Вв (синяя линия) внутри регулярного ускоряющего зазора вблизи апертуры.