Измерения эмиттанса пучка на канале инжекции ионов H⁻ линейного ускорителя ИЯИ РАН

Abstract

Предполагаемое использование пучка ионов H⁻ для целей протонной терапии накладывает жесткие требования на стабильность и эмиттанс пучка на входе в линейный ускоритель. В качестве источника ионов H⁻ для ЛУ ИЯИ РАН используется поверхностно-плазменный источник с пеннинговской геометрией разрядной камеры. В наиболее стабильном режиме источника ионов интенсивность пучка H⁻ на выходе инжектора составляет около 10 мА, что вполне удовлетворяет требованиям протонной терапии. Энергия инжекции в канал транспортировки при этом равна 400 кэВ. Поскольку предыдущие измерения эмиттанса пучка ионов H⁻ проводились для режимов с максимальной интенсивностью пучка 50…80 мА и энергией пучка не более 20 кэВ, представляет интерес измерение эмиттанса в режиме с наибольшей стабильностью параметров и энергией инжекции 400 кэВ. На канале инжекции ионов H⁻ проведены измерения эмиттанса. Обсуждаются результаты проведенных измерений.

Expected application of H⁻ beams for proton therapy leads to serious requirements on the beam stability and emittance at linac entrance. Surface-plasma source with Penning geometry discharge chamber is used at H⁻ injector of INR Linac. In the most stable operation mode of H⁻ injector source the beam intensity at injector exit is about 10 mA. This is quite satisfactory for proton therapy requirements. H⁻ beam is injected into the transportation channel with the energy of 400 keV. The previous measurements of H⁻ beam emittance were carried out for maximum 50…80 mA beam intensity and for up to 20 keV beam energy so it is important to measure the emittance for operation mode with the most stable beam parameters and 400 keV beam energy. H⁻ beam emittance was measured in beam transportation channel. The results of measurements are discussed.

Передбачуване використання пучка іонів H⁻ для цілей протонної терапії накладає жорсткі вимоги на стабільність і еміттанс пучка на вході в лінійний прискорювач. Як джерело іонів H⁻ для ЛП ІЯД РАН використовується поверхнево-плазмове джерело з пеннінговською геометрією розрядної камери. У найбільш стабільному режимі джерела іонів інтенсивність пучка H⁻ на виході інжектора становить близько 10 мА, що цілком задовольняє вимогам протонної терапії. Енергія інжекції в канал транспортування при цьому дорівнює 400 кеВ. Оскільки попередні вимірювання еміттанса пучка іонів H⁻ проводилися для режимів з максимальною інтенсивністю пучка 50...80 мА і енергією пучка не більше 20 кеВ, представляє інтерес вимір еміттанса в режимі з найбільшою стабільністю параметрів і енергією інжекції 400 кеВ. На каналі інжекції іонів H⁻ проведені вимірювання еміттанса. Обговорюються результати проведених вимірювань.