Перспектива применения комбинированной высокочастотной фокусировки в сильноточных линейных ускорителях тяжелых ионов

Abstract

Рассмотрен ускоряюще-фокусирующий канал сильноточного линейного ускорителя тяжелых ионов с отношением массового числа к зарядовому A/q ≤ 20. Канал рассчитан на формирование и ускорение пучка от энергии 100 кэВ/нукл. до 8,5 МэВ/нукл. Функционально в состав канала входят предобдирочная (энергия до 1 МэВ/нукл.) и основная секции (энергия до 8,5 МэВ/нукл). Устойчивость движения ионов в предобдирочной и основной секциях обеспечивается комбинацией переменно-фазовой и высокочастотной квадрупольной фокусировок. Предложена схема реализации данного типа фокусировки на базе IH-структур. Проведено численное моделирование динамики пучка. Канал позволяет ускорять пучки ионов с током до 10 мА.

Розглянуто прискорюючо-фокусуючий канал сильнострумового лінійного прискорювача важких іонів з відношенням масового числа до зарядового A/q ≤ 20. Канал розраховано на формування та прискорення пучків від 100 кеВ/нукл. до 8,5 МеВ/нукл. Функціонально до складу каналу входять предобдиркова (до 1 МеВ/нукл.) та основна секціі (до 8,5 МеВ/нукл.). Стійкість руху іонів у предобдирковій та основній секціях забезпечується за допомогою комбінації змінно-фазового та високочастотного квадрупольного фокусувань. Запропоновано схему реалізації даного типу фокусування на базі IH-структур. Проведено чисельне моделювання динаміки пучків. Канал дозволяє прискорювати пучки іонів зі струмом до 10 мА.

The study is made into a channel for acceleration and focusing of heavy ions with mass-charge ratio A/q ≤ 20 in a high-current linear accelerator. The channel is designed to form and accelerate charged particle beams from 100 keV/u up to 8.5 MeV/u. Functionally the channel comprises a pre-stripping section and a main part. Ion stable motion in pre-stripping and main sections is provided by combination of phase-alternating focusing with quadrupole high-frequency one. A way of implementation of this focusing type based on the IH structures is suggested. Numerical simulation of the beam dynamics has been carried out. The channel makes acceleration of ion beams with current up to 10 mA possible.