Описание установки ускоритель легких ионов И-4

Ускоритель И-4 рассчитан на ускорение сильноточного пучка легких ионов с отношение заряда к массе 1/3 до энергии 7 МэВ/н с рекордным для ускорителей данного класса током ускоренного пучка до 100 мА и предназначен для прикладных исследований, а также для использования в качестве инжектора ускорительного комплекса ИТЭФ-ТВН. В таблице 1. приведены основные параметры линейного ускорителя И-4.

Таблица 1 – Основные параметры линейного ускорителя легких ионов И-4

Ускоряемые ионы, A/Z

£3

Начальная энергия ионов, кэВ

20

Выходная энергия ионов, МэВ

7

Частота ускоряющего поля, МГц

81,5

Максимальный ток ускоренного пучка, мА

100

Максимальная длительность импульса пучка, мкс

20

Максимальная частота следования импульсов пучка, Гц

1

Максимальный эмиттанс инжектируемого пучка, p мм мрад

270

 

Структура инжектора И-4 будет состоять из 2 секций. В качестве первой секции используется структура с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой (ПОКФ или RFQ по международной классификации). Для второй секции предлагается использовать структуру на базе многозазорных резонаторов Н-типа.

Секция с ПОКФ была изготовлена в ИТЭФ, размещена в корпусе 119 и проходит в настоящее время стендовые испытания. Фотография секции показана на рисунке 1, параметры секции приведены в таблице 2. Конструкция секции с магнитными окнами связи, длиной 6.3 м, работающая на частоте 81.5 МГц, позволяет ускорять ионы с отношением заряда к массе 1/3 в диапазоне энергии от 0.02 до 1.57 МэВ/нуклон. При этом расчетный коэффициент захвата для тока 100 мА составляет около 95%, приведенный поперечный эмиттанс пучка на выходе для 98% частиц – 3 p мм·мрад, а максимальный энергетический разброс для фазовой протяженности сгустка около 100о не превышает величины 20 кэВ/н или 1.3%.

В состав линейного ускорителя И-4 входят технологические системы:

  • ускоряющий резонатор
  • вакуумная система
  • система высокочастотного питания резонатора
  • система охлаждения
  • источник ионов с системой высоковольтного питания
  • система высоковольтного питания оптики согласующего канала
  • магнитные элементы канала транспортировки ускоренного пучка и система их питания
  • система диагностики пучка.

Таблица 4.2 ‑ Параметры ускоряющей секции  ПОКФ инжектора И-4

Отношение заряда к массе

1/3

Рабочая частота, МГц

81.36

Входная/выходная энергия, МэВ/н

0.02 / 1.57

Максимальный ток инжекции, мА

100

Длина ускорителя, м

6.3

Фазовая протяженность сгустка на выходе, град.

40

Среднеквадратичный энергетический разброс, %

0.38

Максимальный разброс энергии для 98% частиц, %

1.3

Продольный среднеквадратичный эмиттанс (норм.), кэВ/н·нс

2.2

Поперечный среднеквадратичный эмиттанс (норм.), мм·мрад

0.41

Поперечный эффективный эмиттанс для 95% частиц, мм·мрад

2.3π

Рисунок 1 – Ускорительная установка ПОКФ И-4

Наверх