Ускоряющая структура с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой (ПОКФ) для ускорения пучков тяжелых ионов

Abstract

Обсуждаются результаты оптимизационных расчетов ускоряющей структуры, обеспечивающей формирование и ускорение пучков тяжелых ионов на участке предобдирочной секции линейного ускорителя многозарядных ионов (ЛУМЗИ). Секция с ПОКФ рассчитывается на ускорение пучков тяжелых ионов интенсивностью 10 мА, отношением массового числа к зарядовому A/q≤20, энергией от 6 до 150 кэВ/нукл. Рабочая частота, как и в основной секции ускорителя, составляет 47,2 МГц. В основу расчетов положен вариант формирования сгустков пучка, представляющий собой комбинацию участка с адиабатическим характером изменения параметров пучка и участка с высоким темпом ускорения. Оптимизирован процесс роста коэффициента модуляции электродов высокочастотных квадруполей, создающих фокусирующее и ускоряющее поле, а также характер изменения величины синхронной фазы от -80 до -22°. Длина участка ускорения структуры с ПОКФ составляет 4,28 м, количество ячеек ускоряющей структуры 165, коэффициент захвата ионов в процесс ускорения составляет 75%.

Обговорюються результати оптимізованих розрахунків прискорювальної структури, що забезпечує формування й прискорення пучків важких іонів на ділянці предобдиркової секції лінійного прискорювача багатозарядних іонів. Секція з ПОКФ розраховується на прискорення пучків важких іонів інтенсивністю 10 мА, відношенням масового числа до зарядового A/q ≤ 20, енергії від 6 до 150 кеВ/нукл. Робоча частота, як і в основній секції прискорювача, становить 47,2 МГц. В основу розрахунків покладено варіант формування згустків пучка, що представляє собою комбінацію ділянки з адіабатичним характером зміни параметрів пучка й ділянки з високим темпом прискорення. Оптимізовано процес росту коефіцієнта модуляції електродів високочастотних квадруполів, що створюють фокусуюче й прискорювальне поле, а також характер зміни величини синхронної фази від -80 до -22°. Довжина ділянки прискорення структури з ПОКФ становить 4,28 м, кількість комірок прискорювальної структури 165, коефіцієнт захоплення іонів у процес прискорення становить 75%.

Results of the optimization calculations RFQ accelerating structure, provided forming and acceleration heavy ion beams on the beginning part of the Multicharged Linear Accelerator (MILAC) are discussion. Structure RFQ designed on the heavy ion beams current 10 mA with A/q ≤ 20. Ion energy change from 6 to 150 keV/u. Design frequency put together 47.2 MHz, that is equal frequency of the mine MILAC section. Version of the beam bunches forming which have been putting in calculation, is combination of the structure with adiabatic character beam parameter and of the structure with high duty factor acceleration. Process RFQ electrode modulation coefficient increasing and character changing of the synchronous phase from -80 to -22° have been optimized. Length RFQ-structure is 4.28 m and cells number is 165. Capture coefficient of the ions in accelerating process is 75%.