Investigations of the physical processes in multibunch dielectric wakefield accelerator

Abstract

The main results of theoretical and experimental researches of the physical processes in a dielectric wakefield accelerator based on the excitation of accelerating wakefield in a dielectric structure by a long sequence of electron bunches are represented. Enhancement of the excited wakefield amplitude is achieved through coherent addition wakefields of individual bunches, wakefields summation of the equidistant transverse modes and wakefields storage in the resonator. Acceleration of bunches in the total wakefield is realized at dividing sequence of bunches in the exciting and accelerated parts in any ratio by an appropriate frequency detuning of bunch repetition frequency relative to the excited principal transverse mode. The change in the dielectric constant and loss tangent of used dielectrics under exposure to 100 MeV electron beam is investigated.

Представлено основні результати теоретичних і експериментальних досліджень фізичних процесів у діелектричному кільватерному прискорювачі, заснованому на збудженні прискорюючого кільватерного поля в діелектричній структурі довгою послідовністю електронних згустків. Збільшення амплітуди збуджуваного кільватерного поля досягається за рахунок когерентного складання кільватерних полів окремих згустків, підсумовування полів еквідистантних поперечних мод та накопичення полів у резонаторі. Прискорення згустків у сумарному кільватерному полі реалізовано поділом послідовності згустків на збуджуючу і прискорювану частини в будь-якому співвідношенні за допомогою відповідної розстройки частоти слідування згустків щодо частоти збуджуваної основної поперечної моди. Досліджено зміну діелектричної проникності і тангенс кута втрат застосовуваних діелектриків під впливом радіаційного опромінення їх 100 МеВ-електронним пучком.

Представлены основные результаты теоретических и экспериментальных исследований физических процессов в диэлектрическом кильватерном ускорителе, основанном на возбуждении ускоряющего кильватерного поля в диэлектрической структуре длинной последовательностью электронных сгустков. Увеличение амплитуды возбуждаемого кильватерного поля достигается за счет когерентного сложения кильватерных полей отдельных сгустков, суммирования полей эквидистантных поперечных мод и накопления полей в резонаторе. Ускорение сгустков в суммарном кильватерном поле реализовано разделением последовательности сгустков на возбуждающую и ускоряющую части в любом соотношении с помощью соответствующей расстройки частоты следования сгустков по частоте возбуждаемой основной поперечной моды. Исследовано изменение диэлектрической проницаемости и тангенс угла потерь применяемых диэлектриков под воздействием радиационного облучения их 100 МэВ-электронным пучком.