Теоретические и экспериментальные исследования сверхпроводящих коаксиальных четвертьволновых резонаторов для линейных ускорителей ионов

• Автор: Звягинцев, Владимир Львович
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Введение
Содержание

Глава 1. Оптимизация ВЧ структуры четвертьволновых резонаторов
1.1. Электродинамические характеристики
сверхпроводящих ускоряющих резонаторов
1.2. Оптимизация двухзазорного ускоряющего тракта
1.3. Оптимизация коаксиальной структуры
четвертьволнового резонатора
1.4. Применение аналитической методики для расчёта параметров четвертьволновых резонаторов
1.5. Выводы
Глава 2. Отклонение пучка в сверхпроводящих четвертьволновых резонаторах
2.1. Аналитический вывод отклонения пучка в четвертьволновых резонаторах
2.2 Вычисление геометрических параметров
2.3. Методы коррекции дипольного отклонения пучка
2.3.1. Аксиально-симметричная трубка дрейфа
2.3.2. Смещение оси пучка
2.3.3. Наклон портов
2.4. Выводы
Глава 3. Разработка четвертьволнового резонатора для линейного ускорителя ионов ІвАС-ІІ
3.1. Введение

3.2. Разработка и оптимизация ВЧ структуры
3.3 Расчёт мультипакторного разряда
3.4 Конструкция резонатора
3.4.1. Механическая структура резонатора
3.4.2. Разработка поглотителя механических колебаний
3.5. Ввод СВЧ мощности
3.6. Выводы
Глава 4. Экспериментальные исследования
сверхпроводящих четвертьволновых резонаторов
4.1. Расчёт частоты изготовления сверхпроводящего
четвертьволнового коаксиального
резонатора
4.2. Расчёт чувствительности поверхностей резонатора
для подстройки частоты в процессе изготовления
4.3. Методы компенсации ухода резонансной частоты
при его изготовлении
4.3.1. Компенсирующая насадка
4.3.2. Подстройка частоты посредством
дифференцированного травления
поверхности

4.4. Испытание сверхпроводящих резонаторов
4.4.1. Мультипактор
4.4.2. Полевая эмиссия
4.4.3. Влияние диффузии водорода в ниобий
4.4.4. Влияние магнитного поля
4.5 Опыт эксплуатации на ускорителе 18АС-
4.6 Выводы
Заключение
Литература

коаксиальных сверхпроводящих ускоряющих резонаторов линейного ускорителя ионов ISAC-II (TRIUMF, Канада).
На рис. 1.16 представлены три типа резонаторов, используемых в данном ускорителе: резонаторы секции средних скоростей на частоте 106,08 МГц [6,7], на оптимальную относительную скорость 0,064 (рис. 1.16а) и 0,075 (рис. 1.166), и резонатора секции высоких скоростей [8], на оптимальную относительную скорость 0,112, работающего на частоте 141,44 МГц.
В таблице 1.2 представлены основные геометрические параметры и ВЧ параметры резонаторов, полученные в результате численного моделирования в программе CST Microwave Studio [9], а также результаты применения аналитической методики, описанной в разделах 1.2 и 1.3 данной работы.
а) б) в)
Рис. 1.16. Сверхпроводящие четвертьволновые резонаторы КАС-П.
Оптимальная скорость /30 и максимальный фактор пролётного времени Т0, вычисленные по данной методике, отличаются от результатов численного моделирования не более, чем на 2,5%. Отклонение полученных результатов для ВЧ параметров Вр/Еа, (7 и Ra/Q составляет меньше 10%. Коэффициент перенапряжения по электрическому полю Ер/Еа по аналитической методике, в силу трудности представления геометрии разомкнутого конца