Эволюция эмиттанса пучка в линейном индукционном ускорителе с дискретной фокусирующей системой
https://doi.org/10.25205/2541-9447-2022-17-4-31-44
Аннотация
В работе анализируется эволюция эмиттанса килоамперного электронного пучка в линейном индукционном ускорителе (ЛИУ) с дискретной фокусирующей системой с целью оценки возможности его применения в качестве драйвера для генерации излучения по схеме лазера на свободных электронах (ЛСЭ). При этом анализе особое внимание уделяется геометрии и параметрам инжектора электронов, поступление частиц из которого в ускоряющую структуру такого ЛИУ в основном определяют характеристики пучка на выходе из нее. Исследованы особенности поперечной динамики пучка при его прохождении в этой ускоряющей структуре. Рассмотрено влияние различных факторов, способствующих увеличению эмиттанса пучка на выходе из ЛИУ. Аналитические оценки параметров пучка сопоставлены с результатами численного моделирования. По результатам сравнения измеренного эмиттанса пучка с его величиной, полученной в численном моделировании, сделан вывод об адекватности параметров пучка на качке терагерцовых колебаний в резонаторе ЛСЭ.
Ключевые слова
линейный индукционный ускоритель,
сильноточный релятивистский электронный пучок,
ускорительный модуль,
терагерцевый ЛСЭ
При поддержке: Работы, описанные в статье, частично выполнены за счет средств гранта Российского научного фонда (грант No 19–12–00212).
Об авторах
Д. А. Никифоров
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Никифоров Данила Алексеевич, научный сотрудник
Новосибирск
А. В. Иванов
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Иванов Андрей Вячеславович, научный сотрудник
Новосибирск
С. Л. Синицкий
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Синицкий Станислав Леонидович, кандидат физико-математических наук
Новосибирск
Н. А. Винокуров
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Винокуров Николай Александрович, доктор физико-математических наук
Новосибирск
А. В. Петренко
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Петренко Алексей Васильевич, кандидат физико-математических наук
Новосибирск
П. В. Логачев
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Логачев Павел Владимирович, доктор физико-математических наук, академик РАН
Новосибирск
Д. И. Сковородин
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Сковородин Дмитрий Иванович, кандидат физико-математических наук
Новосибирск
Е. С. Сандалов
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Сандалов Евгений Сергеевич, аспирант
Новосибирск
В. В. Куркучеков
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Куркучеков Виктор Викторович, научный сотрудник
Новосибирск
А. М. Батраков
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Батраков Александр Матвеевич, доктор физико-математических наук
Новосибирск
А. В. Павленко
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Павленко Антон Владимирович, кандидат физико-математических наук
Новосибирск
Е. А. Бехтенев
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Бехтенев Евгений Алексеевич, научный сотрудник
Новосибирск
А. И. Сенченко
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Сенченко Александр Игоревич, научный сотрудник
Новосибирск
П. А. Бак
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Бак Петр Алексеевич, старший научный сотрудник
Новосибирск
К. И. Живанков
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Живанков Кирилл Игоревич, научный сотрудник
Новосибирск
О. И. Мешков
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Мешков Олег Игоревич, доктор физикоматематических наук
Новосибирск
О. А. Павлов
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Павлов Олег Анатольевич, кандидат физико-математических наук
Новосибирск
Г. И. Кузнецов
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Кузнецов Геннадий Иванович, старший научный сотрудник
Новосибирск
М. А. Батазова
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН
Россия
Россия
Батазова Марина Алексеевна, научный сотрудник
Новосибирск
И. В. Журавлев
Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. акад. Е. И. Забабахина
Россия
Россия
Журавлев Игорь Владимирович, инженер-исследователь
Снежинск
О. А. Никитин
Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. акад. Е. И. Забабахина
Россия
Россия
Никитин Олег Альфредович, кандидат технических наук
Снежинск
И. В. Пензин
Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. акад. Е. И. Забабахина
Россия
Россия
Пензин Илья Владимирович, инженер-исследователь
Снежинск
Д. В. Петров
Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. акад. Е. И. Забабахина
Россия
Россия
Петров Дмитрий Витальевич, доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН
Снежинск
Р. В. Протас
Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. акад. Е. И. Забабахина
Россия
Россия
Протас Роман Викторович, кандидат физико-математических наук
Снежинск
Список литературы
1. Arzhannikov A. V., Ginzburg N. S., Malkin A. M. et al. Powerful Long-Pulse THz-Band Bragg FEL Based On Linear Induction Accelerator. 44th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz), 2019, pp. 1–2.DOI 10.1109/IRM-MW-THz.2019.8874573
2. Nikiforov D.A., Blinov M.F., Fedorov V.V. et al. High-Current Electron-Beam Transport in the LIA-5 Linear Induction Accelerator. Phys. Part. Nuclei Lett. 17, 2020, pp. 197–203. DOI 10.1134/S1547477120020156
3. Ivanov A.V., Tiunov M.A. ULTRASAM-2D code for simulation of electron guns with ultra high precision. Proceeding of EPAC-2002, Paris, 2002. Pp. 1634–1636.
4. Tiunov M. A. BEAM-2D code package for simulation of high perveance beam dynamics in long systems. Preprint, Budker INP 98-78, Novosibirsk, 1998.
5. KV-envelope code [Online]. URL: https://github.com/fuodorov/kenv.
6. S. Nagaitsev, A. Shemyakin, Beam emittance calculation in the presence of an axially symmetric magnetic field. FERMILAB-TM-2107.
7. Lund, S., Grote, D., Davidson, R. (2004). Simulations of beam emittance growthfrom the collective relaxation of space-charge non-uniformities. 2004-05-01.
8. M. Reiser.,Theory and design of charged particle beams, WILEY-VCH VerlagGmbH and Co.KGaA, Weinheim, 2008.
Рецензия
Для цитирования:
Никифоров Д.А., Иванов А.В., Синицкий С.Л., Винокуров Н.А., Петренко А.В., Логачев П.В., Сковородин Д.И., Сандалов Е.С., Куркучеков В.В., Батраков А.М., Павленко А.В., Бехтенев Е.А., Сенченко А.И., Бак П.А., Живанков К.И., Мешков О.И., Павлов О.А., Кузнецов Г.И., Батазова М.А., Журавлев И.В., Никитин О.А., Пензин И.В., Петров Д.В., Протас Р.В. Эволюция эмиттанса пучка в линейном индукционном ускорителе с дискретной фокусирующей системой. Сибирский физический журнал. 2022;17(4):31-44. https://doi.org/10.25205/2541-9447-2022-17-4-31-44
For citation:
Nikiforov D.A., Ivanov A.V., Sinitsky S.L., Vinokurov N.A., Petrenko A.V., Logachev P.V., Skovorodin D.I., Sandalov E.S., Kurkuchekov V.V., Batrakov A.M., Pavlenko A.V., Bekhtenev E.A., Senchenko A.I., Bak P.A., Zhivankov K.I., Meshkov O.I., Pavlov O.A., Kuznetsov G.I., Batazova M.A., Zhuravlev I.V., Nikitin O.A., Penzin I.V., Petrov D.V., Protas R.V. Evolution of the Beam Emittance in Linear Induction Accelerator with Discrete Focusing System. SIBERIAN JOURNAL OF PHYSICS. 2022;17(4):31-44. (In Russ.) https://doi.org/10.25205/2541-9447-2022-17-4-31-44
Просмотров:
411
Послать статью по эл. почте 