Многоцелевой тяжелоионный ускорительно-накопительный комплекс ИТЭФ-ТВН
Тяжело Ионный Прототип ТИПр-1 – это линейный ускоритель тяжелых ионов с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой (ПОКФ), обеспечивающий ускорение до энергии 101 кэВ/нуклон пучков ионов с широким диапазоном масс от C+ до U4+, с током ускоренного пучка ионов в несколько миллиампер (рисунок 1)
Ускоритель включает:
Структура линейного ускорителя ТИПр-1 показана на рисунке 2, параметры приведены в таблице 1.
![]() |
Обозначения: 1 – инжектор; 2 – камера наблюдений А; 3 – электростатические линзы; 4 – ускорительная структура ПОКФ; 5 – мишенная камера, Л1,Л2,Л3 – квадрупольные линзы |
Рисунок 2. Структура ТИПР-1. |
Таблица 1. Параметры структуры с ПОКФ ТИПр-1 | |
Энергия равновесной частицы | 101 кэВ/н |
Длина структуры | 11700 мм |
Длительность ВЧ импульса | 600 мкс |
частота посылов импульсов | 1/3 Гц |
На линейном ускорителе тяжелых ионов ТИПр-1, проводятся имитационные эксперименты с реакторными материалами и работы по модификации свойств материалов ионными пучками. Облучение образцов осуществляется пучками ионов железа, ванадия, титана и азота. Эксперименты проводятся как на выходе ускорителя, так и на выходе инжектора на пучках с энергией 40-80 кэВ·Z, где Z – заряд иона. Конечной целью проводимых работ является разработка методики и проведение ускорительного эксперимента по оценке радиационной повреждаемости конструкционных материалов и исследование методом автоионной микроскопии распределения легирующих и примесных элементов в аустенитных и ферритно-мартенситных сталях, включая ДУО. Для этого на выходе ускорителя установлена разработанная в ИТЭФ нагреваемая мишень для проведения облучения образцов при заданной температуре. Измененные свойства облученных образцов изучаются в лаборатории Атомно-масштабных исследований ИТЭФ с использованием томографического атомного зонда и просвечивающего электронного микроскопа.
Кроме того, на установке планируется продолжение работ по исследованию энергетических потерь тяжелых ионов в плазме. Первые экспериментальные данные по взаимодействию пучка ионов Cu с плазмой, образованной сильноточным разрядом в газе водорода и азота, продемонстрировали существенный рост тормозной способности водородной плазмы по сравнению с холодным, не ионизованным веществом (минимум в 5 раз). Полученные на ускорителе ТИПр экспериментальные данные для ионов меди с энергией 101 кэВ/нуклон внесены в объединенную всемирную базу данных «Stopping Power for Light and Heavy Ions» (http://www.exphys.uni-linz.ac.at/STOPPING/).