Динамика частиц в инжекторе тяжелых ионов ЛУ2 для синхротронного исследовательского комплекса (СКИ)

В настоящее время на базе Российского федерального ядерного центра - Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики (РФЯЦ - ВНИИЭФ) разрабатывается проект комплекса для исследования воздействия ионизирующих излучений космического пространства, основой которого является синхротронный ускоритель, обеспечивающий ускорение протонов и различных типов ионов вплоть до 209Bi. Ускоритель включает два инжекторных комплекса (один из которых является источником протонов и легких ионов, второй - тяжелых ионов), бустерный ускоритель и основной синхротрон. В НИЦ «Курчатовский институт» - ККТЭФ разрабатывается ускоритель тяжелых ионов импульсного типа ЛУ2 на энергию до 4 МэВ на нуклон с током 10 мА. При этом должны ускоряться ионы, для которых отношение массы к заряду находится в пределах 4÷8. Предлагается линейный ускоритель, включающий в себя секцию RFQ и две секции DTL, работающие на кратных частотах. Каждая секция DTL имеет модульную структуру и состоит из отдельных индивидуально фазируемых резонаторов Н-типа (IH-DTL) и квадрупольных линз, расположенных между резонаторами для фокусировки пучка. Такая структура DTL обеспечивает компактность линейного ускорителя, допускает посекционную настройку и последовательный ввод в эксплуатацию. Между всеми секциями ускорителя осуществляется 6В-согласование пучков. Представлены результаты численного моделирования динамики частиц в ЛУ2.

1. Завьялов Н. В. Исследовательские установки РФЯЦ—ВНИИЭФ для экспериментального получения фундаментальных и прикладных знаний в области ядерной, радиационной физики и физики быстропротекающих процессов // Успехи физических наук. 2021. Т. 191, №9.

2. Капчинский И. М. Теория линейных резонансных ускорителей. М.: Энергоиздат, 1982. С.130-144.

3. Ситников А. Л. и др. Моделирование электродинамических характеристик ускоряющего двухзазорного резонатора с трубками дрейфа // ПТЭ. 2024 (в печати).

4. Ситников А. Л. и др. Моделирование электродинамических характеристик ускоряющего пятизазорного резонатора с трубками дрейфа // ПТЭ. 2024 (в печати).

5. Тепляков В. А. Исследование возможности создания начальной части ускорителя непрерывного режима наэнергию 5 МэВ. Протвино, 2000.

6. Рошаль А. С. Моделирование заряженных пучков. М.: Атомиздат, 1979.

7. Uriot D., Pichoff N. Status ofTraceWin Code, Proceedings of IPAC2015, Richmond, VA, USA, pp. 92-94.

8. Wadlinger E. A. Scaling Laws for RFQ Design Procedures, Proc. РАС 1985, Vancouver, British Columbia, May 13-16, 1985, pp. 2596-2598

9. Kulevoy T. et al. Compact Multipurpose Facility - BELA, in ProcLINAC 2018, Beijing, China, pp. 349-351.

10. Butenko A. V. et al. Commissioning of New Proton and Light Ion Injector for Nuclotron -NICA. Proceeding ofIPAC 2016, Busan, Korea, pp. 941-941.

11. Баранова Л. А., Явор С. Я. Электростатические электронные линзы. M.: Наука, 1986.

12. Кильметова И. В. и др., Магнитные элементы низкоэнергетичного канала для ускорителя тяжелых ионов // ПТЭ. 2024 (в печати).