Многоцелевой тяжелоионный ускорительно-накопительный комплекс ИТЭФ-ТВН
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 И-4 | |
Ускоряемые ионы, A/Z | 53 |
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, π 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 – 3π 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:
Таблица 2. Параметры ускоряющей секции ПОКФ 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 |