The beam space charge neutralization in UNDULAC-E

Abstract

One of main problems in accelerator physics is the increasing of ion beam intensity. The linear undulator accelerator with electrostatic undulator (UNDULAC-E) was proposed for ion beam acceleration. The accelerating force in UNDULAC is produced by an electric field which is a combination of two or more spatial harmonics, none of them being synchronous with the ion beam. In UNDULAC-E one of RF field space harmonic and field of electrostatic undulator are used. The value of this force is proportional to the particle charge squared. This effect allows neutralizing the beam space charge by accelerating ions with opposite charge sign within the same bunch. In this paper some results of analytical and numerical study beam space charge neutralization in UNDULAC-E using transverse electrostatic undulator are represented.

Одной из основных задач ускорительной физики является повышение интенсивности ионных пучков. Ранее для ускорения таких пучков был предложен линейный ондуляторный ускоритель (ЛОУ). В ЛОУ ускоряющая сила возникает в результате воздействия на пучок двух несинхронных пространственных гармоник поля. В частности, в ЛОУ с электростатическим ондулятором используется основная гармоника ВЧ-поля и поле электростатического ондулятора. Сила, действующая на частицу, в ЛОУ пропорциональна квадрату заряда иона, что дает возможность совместного ускорения положительно и отрицательно заряженных ионов в одном сгустке. В данной работе представлены результаты аналитического и численного исследования нейтрализации влияния объемного заряда пучка в ЛОУ с поперечным электростатическим ондулятором.

Одним з основних завдань фізики прискорювачів є підвищення інтенсивності іонних пучків. Раніше для прискорення таких пучків був запропонований лінійний ондуляторний прискорювач (ЛОУ). У ЛОУ прискорювальна сила виникає в результаті впливу на пучок двох несинхронних просторових гармонік поля. Зокрема, у ЛОУ з електростатичним ондулятором використається основна гармоніка ВЧ-поля й поле електростатичного ондулятора. Сила, що діє на частку, у ЛОУ пропорційна квадрату заряду іона, що дає можливість спільного прискорення позитивно й негативно заряджених іонів в одному згустку. У даній роботі представлено результати аналітичного й чисельного дослідження нейтралізації впливу об'ємного заряду пучка в ЛОУ з поперечним електростатичним ондулятором.