nguphysСибирский физический журналSIBERIAN JOURNAL OF PHYSICS2541-9447Новосибирский государственный университет10.25205/2541-9447-2024-19-2-50-56nguphys-319Research ArticleФИЗИКА ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ, УСКОРИТЕЛЕЙ И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫHIGH-ENERGY AND ACCELERATOR PHYSICS, PHYSICS OF HIGH-TEMPERATURE PLASMAЦентральная область циклотрона Ц-250Central Region of the С-250 CyclotronГорбуновИ. В.GorbunovI. V.

Горбунов Илья Васильевич, аспирант, инженер-исследователь 2-й категории

Санкт-Петербург

Ilya V. Gorbunov, Graduate Student, Research Engineer

St. Petersburg

ГалчукА. В.GalchukA. V.

Галчук Анатолий Васильевич, ведущий научный сотрудник

Санкт-Петербург

Anatoly V. Galchuk, Leading Researcher

St. Petersburg

ГригоренкоС. В.GrigorenkoS. V.

Григоренко Сергей Викторович, кандидат технических наук, начальник лаборатории

Санкт-Петербург

Sergey V. Grigorenko, Candidate of Technical Sciences, Head of Laboratory

St. Petersburg

ОсинаЮ. К.OsinaYu. K.

Осина Юлия Константиновна, кандидат технических наук, начальник лаборатории

Санкт-Петербург

Yulia K. Osina, Candidate of Technical Sciences, Head of Laboratory

St. Petersburg

ЦыганковС. С.TsygankovS. S.

Цыганков Сергей Степанович, ведущий исследователь

Санкт-Петербург

Sergey S. Tsygankov, Lead Researcher

St. Petersburg

АО «НИИЭФА»РоссияNIIEFA JSCRussian Federation2024170720241925056Copyright © Горбунов И.В., Галчук А.В., Григоренко С.В., Осина Ю.К., Цыганков С.С., 20242024Горбунов И.В., Галчук А.В., Григоренко С.В., Осина Ю.К., Цыганков С.С.Gorbunov I.V., Galchuk A.V., Grigorenko S.V., Osina Y.K., Tsygankov S.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nguphys.elpub.ru/jour/article/view/319

Рассмотрены особенности моделирования центральной области и динамики пучка ионов водорода для циклотрона Ц-250, предназначенного для работы в широком диапазоне регулирования энергии 30–250 МэВ. На основе моделирования динамики пучка ионов в диапазоне регулирования энергии определена оптимальная конфигурация центральной области ускоряющей системы циклотрона Ц-250. В разработанной центральной области выполняются требования по обеспечению достаточной вертикальной фокусировки частиц электрическим полем при захвате пучка в широком фазовом диапазоне. Отклонение центров орбит частиц от геометрического центра циклотрона составляет 2–3 мм для всего диапазона регулирования магнитного поля циклотрона.

The peculiarities of modeling of the central region and hydrogen ion beam dynamics for the cyclotron C-250 designed for operation in a wide energy control range of 30-250 MeV are considered. On the basis of modeling of ion beam dynamics in the energy control range, the optimal configuration of the central region of the accelerating system of the C-250 cyclotron is determined. The developed central region fulfills the requirements to ensure sufficient vertical focusing of particles by the electric field while capturing the beam in a wide phase range. The deviation of the centers ofparticle orbits from the geometric center of the cyclotron is 2-3 mm for the whole range of regulation of the cyclotron magnetic field.

циклотронцентральная областьдинамика пучкацентрирование орбитCyclotroncentral regionbeam dynamicsorbital centeringСтатья подготовлена по материалам конференции Russian Particle Accelerator Conference (RuPAC'23), Budker INP, 11–15 September 2023.ReferencesГорбунов И. В., Галчук А. В., Осина Ю. К., Стогов Ю. И. Расчет центральной области циклотрона Ц-250 // OPENSCIENCE 2022: Сб. тезисов IX Всероссийского молодежного научного форума. Гатчина, 2023. СПб.: Изд-во Петербург. ин-та ядерной физики им. Б. П. Константинова, 2023. С. 59.Gorbunov I. V., Galchuk A. V., Osina Y. K., Stogov Y. I. Calculation of the central region of the C-250 cyclotron. OPENSCIENCE 2022 Collection of abstracts of IX All-Russian Youth Scientific Forum. Gatchina, 2023. Publisher: Federal State Budgetary Institution “St. Petersburg Institute of Nuclear Physics named after B. P. Konstantinov National Research Institute of Nuclear Physics”. B. P. Konstantinov National Research Center “Kurchatov Institute” (Gatchina), p. 59. (in Russ.)Smirnov K. E., Gavrish Yu. N., Galchuck A. V., Grigorenko S. V., Grigoriev V. I., Klopenkov R. M., Korolev L. E., Kravchuck K. A., Kuzhlev A. N., Mezhov I. I., Mudrolyubov V. G., Osina Yu. K., Stogov Yu. I., Usanova M. V. CYCLOTRON SYSTEM С-250 // RuPAC2021, Alushta, Russia. 27th Russian Particle Acc. Conf. P. 105–107. DOI: 10.18429/JACoW-RuPAC2021-FRA05.Smirnov K. E., Gavrish Yu. N., Galchuck A. V., Grigorenko S. V., Grigoriev V. I., Klopenkov R. M., Korolev L. E., Kravchuck K. A., Kuzhlev A. N., Mezhov I. I., Mudrolyubov V. G., Osina Yu., Stogov Yu. I., Usanova M. V. CYCLOTRON SYSTEM C-250. RuPAC2021, Alushta, Russia. 27th Russian Particle Acc. Conf. doi:10.18429/JACoW-RuPAC2021-FRA05, pр. 105–107.Смирнов К. Е., Гавриш Ю. Н., Галчук А. В., Григоренко С. В., Григорьев В. И., Клопенков Р. М., Королёв Л. Е., Кравчук К. А., Кужлев А. Н., Межов И. И., Мудролюбов В. Г., Осина Ю. К., Стогов Ю. И., Усанова М. В. Циклотронный комплекс Ц-250 // Ядерные и электрофизические установки – источники мощных ионизирующих излучений: Сб. тез. докл. науч.-техн. конф. 15–18 июня 2021 г. Снежинск: Изд-во РФЯЦ – ВНИИТФ, 2021. С. 29.Smirnov K. E., Gavrish Yu., Klopenkov R. M., Korolev L. E., Kravchuk K. A., Kuzhlev A. N., Mezhov I. I., Mudroliubov V. G., Osina Yu. K., Stogov Yu. I., Usanova M. V. Cyclotron complex C-250. Nuclear and Electrophysical Facilities Sources of Powerful Ionizing Radiation: Collection of Abstracts of Scientific and Technical Conference June 15-18, 2021. Snezhinsk: RFNC-VNIITF Publishing House, 2021, p. 29. (in Russ.)Osina Yu. K., Ananyeva O. V., Galchuck A. V., Gorbunov I. V., Grigorenko S. V., Mudrolyubov V. G., Smirnov K. E., Stogov Yu. I. Modeling of Magnetic Field and Dynamics of H–, H+ Ions for the Cyclotron C-250. Phys. Part. Nuclei Lett. 2023. No. 20. P. 846–849.Osina Yu. K., Ananyeva O. V., Galchuck A. V., Gorbunov I. V., Grigorenko S. V., Mudrolyubov V. G., Smirnov K. E., Stogov Yu. I. Modeling of Magnetic Field and Dynamics of H-, H+ ions for the Cyclotron C-250. Phys. Part. Nuclei Lett., 2023, no. 20, pp. 846–849.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.