3D magnetic field effects in the NSC KIPT compact intense X-ray generator

Abstract

The new generation of intense X-rays sources based on a low-energy electron storage ring and on the Compton scattering of an intense laser beam allows to produce hard X-rays with intensity up to 10¹⁴ phot/s. One of the main trait of a storage ring lattice for such type of generators is the use of magnetic elements with combined focusing functions such as bending magnets with quadrupole and sextupole field components. In combination with a very low bending radius and dense magnetic elements positioned along the ring circumference it leads to increasing of 3D magnetic field effects on the electron beam dynamics and can drastically decrease the generated radiation intensity. The paper is devoted to studying the 3D magnetic field effects on bending magnet edges and lattice lens interference on the electron beam dynamics and parameters of produced radiation for the NSC KIPT 225 MeV storage ring.

Нове покоління інтенсивних рентгенівських джерел, заснованих на малоэнергетичных накопичувачах електронів, у яких інтенсивний лазерний промінь взаємодіє з пучком електронів (зворотне Комптоновское розсіювання) дозволяють одержати жорстке рентгенівське випромінювання з інтенсивністю 10¹⁴ фот/с. Одна з основних особливостей структури кілець такого типу є використання магнітних елементів з комбінованими функціями, такими як дипольний магніт із квадрупольною і секступольной компонентом магнітного поля. У комбінації з малим радіусом повороту і високою густиною магнітів у структурі це може істотно зменшити інтенсивність рентгенівського випромінювання. Стаття присвячена вивченню впливу 3D ефектів, зв'язаних з розвалом поля на краях магнітів, а також ефектів зв'язаних із взаємним впливом близько розташованих мультипольних лінз.

Новое поколение интенсивных рентгеновских источников, основанных на малоэнергетичных накопителях электронов, в которых интенсивный лазерный луч взаимодействует с пучком электронов (обратное Комптоновское рассеяние) позволяет получить жесткое рентгеновское излучение с интенсивностью 10¹⁴ фот/с. Одна из особенностей структуры колец такого типа есть использование магнитных элементов с комбинированными функциями, такими как дипольный магнит с квадрупольной и секступольной компонентой магнитного поля. В комбинации с малым радиусом поворота и высокой плотностью магнитов в структуре это может уменьшить интенсивность рентгеновского излучения. Статья посвящена изучению влияния 3D эффектов, связанных с развалом поля на краях магнитов, а также эффектов, связанных с взаимным влиянием близко расположенных мультипольных линз.