Results of beam dynamics simulations in the matching line and first Alvarez tank of the UNILAC

Abstract

Parameters of the beam Ar¹⁰⁺ at input of the first Alvarez tank for providing maximal transmission and brilliance, minimum emittance growth in all Alvarez for the different currents of beam and distribution of particles were optimized. The task solution had two stages. The first stage is beam dynamics calculation in Alvarez DTL for phase advance 53° in the first Alvarez tank with 11 mA beam current and gauss distribution for finding the best Twiss-parameters to the first Alvarez tank. The optimization was made with accounting longitudinal emittance and separatrix of channel. The second stage is beam dynamics calculation with optimal parameters of matching line to Alvarez DTL for measured input particle distribution. The results of beam dynamics simulation for Ar¹⁰⁺ with 10 mA at input energy 1.4 MeV/u using PARMI-GSI and PARMT-GSI codes are presented.

Оптимізувалися параметри пучка іонів Ar¹⁰⁺ на вході в першу секцію Альвареця для забезпечення максимальних величин трансмісії, яскравості і мінімального зростання поперечних емітансів у всіх секціях Альвареця для різних струмів пучка і розподілів частинок. Завдання вирішувалося в два етапи. На першому етапі - розрахунок динаміки пучка в структурі Альвареця для оптимального набігу фаз радіальних коливань 53° у першому танку при струмі пучка 11 ма з гауссовим розподілом з метою визначення найкращих значень Twiss - параметрів пучка на вході в перший танк. Оптимізація велася з урахуванням узгодження подовжнього еміттанса з сепаратрісою каналу. На другому етапі - розрахунок динаміки пучка при оптимальних параметрах елементів лінії, що погоджує, і зміряному вхідному розподілі. Приведені результати моделювання динаміки пучка іонів Ar¹⁰⁺ з вхідною енергією 1.4 МеВ/н при струмі 10 мА в лінії, що погоджує, і в першому танку Альвареця за допомогою програм PARMI-GSI і PARMT-GSI.

Оптимизировались параметры пучка ионов Ar¹⁰⁺ на входе в первую секцию Альвареца для обеспечения максимальных величин трансмиссии, яркости и минимального роста поперечных эмиттансов во всех секциях Альвареца для различных токов пучка и распределений частиц. Задача решалась в два этапа. На первом этапе - расчет динамики пучка в структуре Альвареца для оптимального набега фаз радиальных колебаний 53° в первом танке при токе пучка 11 мА с гауссовым распределением с целью определения наилучших значений Twiss - параметров пучка на входе в первый танк. Оптимизация велась с учетом согласования продольного эмиттанса с сепаратрисой канала. На втором этапе - расчет динамики пучка при оптимальных параметрах элементов согласующей линии и измеренном входном распределении. Приводятся результаты моделирования динамики пучка ионов Ar¹⁰⁺ с входной энергией 1.4 МэВ/н при токе 10 мА в согласующей линии и в первом танке Альвареца с помощью программ PARMI-GSI и PARMT-GSI.