Рассказано о выполненной работе по нахождению оптимальных условий облучения мишени лазерного ионного источника для генерации ионов C⁴⁺, настройке системы экстракции ионов. Приведены параметры полученного пучка

Автором представлен обзорный доклад по материалам диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Целью диссертационной работы являлось создание систем управления ускорительно-накопительным комплексом ВЭПП-4 в ИЯФ СО РАН и бустером источника СИ NSLS-II в Брукхейвенской национальной лаборатории США. В докладе изложено содержание диссертации, сделан краткий обзор и изложены основные результаты выполненных работ. Отмечена научная новизна и практическая ценность работы.

Прибор для измерения эмиттанса состоит из металлической маски с отверстиями, сцинтиллятора и видеокамеры. Пучок проходя через маску формирует изображение на сцинтилляторе. Анализ полученных изображений позволяет определить размеры и положение пучка, сходимость/расходимость, оценить его эмиттанс.
На семинаре представлены результаты измерений проведенных на пучке ионов углерода на выходе лазерного ионного источника при разных конфигурациях системы экстракции, рассмотрены факторы влияющие на точность и достоверность полученных результатов.

Перспективный компактный линейный ускоритель ионов углерода для лучевой терапии разрабатывается в Аргоннской Национальной Лаборатории (США) в коллаборации с компанией RadiaBeam Technologies (США). Ускоритель длиной около 45 метров предназначен для получения пучков ионов углерода с энергией от 45 до 450 МэВ/н. В докладе представлены перспективные ускоряющие структуры начальной и основной частей ускорителя, обеспечивающие ускоряющий градиент от 6 до 50 МВ/м, стабильную работу при частоте повторения 120 Гц и соответствующей тепловой нагрузке, рассмотрена динамика ионного пучка и основные вопросы, связанные с разработкой компактных линейных ускорителей.

Представлены результаты экспериментов по ускорению ионов ¹Н, ²Н, ³Не в секции RFQ инжектора И-4 с применением газоразрядных источников (дуоплазматрона и источника Пеннинга) полученные перед переходом на лазерный ионный источник. Полученные данные согласуются с расчетными и позволяют надеяться на получение проектных параметров. Обсуждалась проблема согласования пучка на входе в секцию: существующий согласующий канал нуждается в модификации.

Представлен аналитический подход к анализу влияния краевых полей на динамику частиц в кольцевом накопителе. Результаты анализа согласуются с результатами численного моделирования динамики частиц. Полученные данные указывают на возможность возникновения неустойчивости и уменьшения динамической апертуры коллайдера под влиянием краевых полей. Устранение неустойчивости может привести к уменьшению светимости коллайдера. Рассмотрен предварительный вариант изменения магнитной структуры позволяющий избавится от неустойчивости, хотя и обладающий рядом существенных недостатков.

Изложена генератор-усилительная схема с применением резонансно-поглощающей ячейки для формирования короткого лазерного импульса. Приведены результаты измерений характеристик поглощающей ячейки для различных концентраций газовой смеси. Представлены результаты численной оптимизации трехсекционной поглощающей ячейки, которая позволит значительно увеличить эффективность схемы.

Представлена методика и экспериментальные данные по анализу ионного состава лазерной плазмы (образуется в результате воздействия лазерного излучения на материал мишени). Метод позволяет с высокой точностью определить количество, заряд и энергию полученных ионов, а также проводить анализ энергетической структуры плазмы во время прохождения лазерного импульса.

Обсуждался разработанный автором метод автоматического анализа микроснимков поверхности пластиков. Пластины из пластика CR-39 размещались на различной глубине в контейнере с жидкостью. Через контейнер проходил пучок ионов углерода с начальной энергией 2.5ГэВ. После облучения пластины подвергались химическому травлению и фотографированию. Анализ микроснимков поверхности пластин с учетом условий облучения, травления и формы полученных кратеров позволяет определить энергетические и пространственные характеристики пучка.