Ключ. слова:
Індекс рубрикатора НБУВ: В381.130

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Зроблено огляд результатів теоретичних та експериментальних досліджень основних фізичних процесів, що протікають у сильнострумовому лінійному індукційному прискорювачі іонів (ЛІІП). Розглянуто формування сильнострумового іонного пучка та його подальше прискорення індукційними полями. Наведено результати лінійної і нелінійної теорій та досліджень філаментації сильнострумового пучка в ЛІІП. За допомогою 2,5-вимірного повністю релятивістського електромагнітного коду досліджено зарядову компенсацію, прискорення та стабільність сильнострумових пучків у ЛІІП.

Рассмотрены современное состояние развития действующих и проекты новых ускорителей, динамика и формирование пучков в линейных ускорителях, элементы ускорителей, ускоряющие структуры, высокочастотные системы. Освещены проблемы диагностики и управления параметрами пучков, получения прецизионных пучков, автоматизации ускорителей. Представлены характеристики сильноточных импульсных ускорителей, новых методов ускорения, изложены особенности применения ускоренных пучков и др.

Наведено підсумки проектного аналізу двоканального лінійного індукційного прискорювача електронів. Визначено технічні параметри головних вузлів і виконано оцінку загальних характеристик пристрою, що запропоновано для практичного застосування в комерційних технологічних системах. Показано, що за своїми параметрами прискорювач є придатним для створення на його основі достатньо компактних і ефективних комерційних систем для виконання операцій очищення промислових викидів, стічної та природної води й стерилізації медичних препаратів і харчових продуктів.

Побудовано теорія нестаціонарних однорідних і неоднорідних лінійно поляризованих моделей ЕН-прискорювачів. Показано можливість реалізації в таких системах ряду ефектів, зокрема ефектів захоплення і відбиття від входу заряджених часток. Наведено критерії, що регламентують можливість прояву цих явищ. Запропоновано використання ефекту захоплення як бази для створення систем формування пікосекундних електронних банчів.

Зазначено, що виникнення мультипакторных розрядів у діодних проміжках лінійного прискорювача іонів без систем стабілізації електродинамічних параметрів багатокомірчастої резонаторної структури є одним з вагомих факторів, які не дозволяють досягти необхідних характеристик прискорювальних полів, але й стійких ВЧ-коливань у його системі складно зв'язаних коливальних контурів. У разі погіршення умов розмноження вторинних електронів і усунення можливості збільшення їх числа в часі до величин мультипакторних розрядів умови стійкості ВЧ-коливань і робота всієї системи збудження прискорювача в цілому може бути задовільною. Експериментально показане керування низьковольтними мультипакторными процесами від максимального їх впливу на встановлення ВЧ-напруг на елементах высокодобротної резонаторної структури до повного погіршення умов розмноження вторинних електронів з матеріалу електродів і одержання стійких електродинамічних характеристик.

Отмчеено, что возникновение мультипакторных разрядов в диодных промежутках линейного ускорителя ионов без систем стабилизации электродинамических параметров многоячеечной резонаторной структуры является одним из серьёзных факторов, непозволяющих достичь требуемых характеристик ускоряющих полей и устойчивых ВЧ-колебаний в его системе сложносвязанных колебательных контуров. При подавлении условий размножения вторичных электронов и устранения возможности нарастания их числа во времени довеличин мультипакторных разрядов условия устойчивости ВЧ-колебаний и работа всей системы возбуждения ускорителя в целом может быть удовлетворительной. Экспериментально показано управление низковольтными мультипакторными процессами от максимального их влияния на установление ВЧ-напряжений на элементах высокодобротной ускоряющей структуры до полного подавления размножения вторичных электронов с материала электродов и получения устойчивых электродинамических характеристик.

The appearance of multipacting discharges in diod gaps of multicells structure of ion linear accelerator, without system stability electrodynamics parameters, is considered to be one of the main breaking factors of its electrodynamics parameters, whenit is impossible to achieve the required characteristics of accelerating fields, but also the stable RF generation in its general system of complex connected oscillatory contours, which is broken by the indicated discharges in one of them. For many starting-repairing and technological works on the accelerator, the solving of a problem of the suppression of parasite multipacting discharges and the reaching of stable character of RF voltage installation is considered to be the final stage. It is experimentally shown the control of multipactor processes, from their maximal influence on the character of transitional processes of installation of RF voltage on the elements of structure of linear accelerator up to a full suppression resonance multiply electrons and the achievment of nominal amplitudes of accelerating fields in linear accelerator.

Раскрыты перспективные направления фундаментальных исследований в области ядерной физики промежуточных энергий. Освещены современные тенденции и экспериментальное обеспечение исследований с электромагнитными зондами в области низких и промежуточных энергий. Рассмотрены вопросы взаимодействия излучения с веществом, в частности, угловые распределения релятивистских электронов и позитронов, рассеиваемых ориентированными кристаллами.

Рассмотрена история создания и постоянного совершенствования характеристик единственного в Советском Союзе, а затем и в Украине, линейного ускорителя тяжелых ионов (ТИ). Многократное увеличение интенсивности пучков ТИ и значительное увеличение диапазона их масс осуществлено на базе новых достижений ускорительной науки и техники, выполненных в значительной мере сотрудниками отдела ускорителя ТИ. Описан процесс создания новых научных и технических разработок и внедрения их в реальные конструкции. Внимание уделено росту квалификации научного и технического персонала, их активному участию в разработке проектов линейных ускорителей в коллаборации с сотрудниками ведущих ускорительных центров в России и других странах. Показана роль многих активных научных сотрудников, инженерно-технического персонала, лаборантов и рабочих в создании линейного ускорителя многозарядных ионов.

Розглянуто історію першої радянської програми розробки лінійних прискорювачів протонів у 1940 - 1950-х рр., які передбачалося використати як надзвичайну зенітну зброю. В цій програмі важливу роль було відведено Харківському фізико-технічному інституту.

Індекс рубрикатора НБУВ: В381.130.51в641.8

Шифр НБУВ: Ж23887 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: рассеяние электронов, легчайшие ядра, функции отклика, кулоновская сумма, ядерные силы
Індекс рубрикатора НБУВ: В381.130.5 + В383.520.411.051.033

Рубрики:

Пучки частинок < Лінійні прискорювачі >

Розсіяння електронів, позитронів на ядрах А < 5 <Реакції, які викликані окремими частинками >

Шифр НБУВ: Ж29137 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Отмечено, что некоторые особенности работы вакуумированной структуры линейного ускорителя заряженных частиц обусловлены резонансными вторично-электронными процессами эмиссии и бомбардировки параллельных участков электродных поверхностей диодных промежутков, образующих электрические поля структуры. При определенных энергиях ускоренных электронов и значениях коэффициента вторичной эмиссии материала электродов это может приводить к интенсивным электронным потокам, нарушающим работу ускорителя. При этом изменяются не только реактивные и активные параметры структуры и этих промежутков, но амплитудные и фазовые характеристики их электрических полей, влияя на общий характер поведения вторично-электронных процессов. На модели параллельного колебательного контура, эквивалентном вакуумированной ячейке ускорителя, возмущенной мультипакторными разрядами, теоретически рассмотрено резонансное движение вторично-эмиссируемых электронов в ее диодном промежутке. Показано, что электронная мультипакция может существовать в нарастающих и спадающих электрических полях. Указаны граничные значения подгруженных, вторично-электронной эмиссией, добротностей ячеек ускоряющих структур, характеризующих предельные скорости изменения напряжений для подавления электронной мультипакции.

В последнее время активно обсуждаются возможности создания установок с подкритическими реакторами, управляемыми ускорителями частиц. На начальной стадии этих исследований наиболее целесообразно использовать ускорители электронов, поскольку стоимость такой установки будет значительно меньше, чем при использовании протонных пучков. При этом можно будет изучать все физические процессы, происходящие при совместной работе ускорителя и подкритической сборки. Рассмотрен специальный режим работы рециркулятора "SALO" в составе модели будущих энергетических установок. Описан канал транспортировки пучка к мишени и требования к стабильности параметров пучка на нейтронопроизводящей мишени. Приведены несколько вариантов конструкции подкритической сборки на основе низкообогащенного урана.

Приведены результаты экспериментального исследования распределения плотности электронов неразвернутого и развернутого пучка на мишени линейных ускорителей ЭПОС и КУТ-30 ННЦ "ХФТИ". Измерения проведены на различных расстояниях от выходной фольги в стандартных режимах работы ускорителей электронов. Определена ширина зоны облучения в вертикальной и горизонтальной плоскостях на различных расстояниях от выходной фольги.

Рассмотрен трехмерный вариант переменно-фазовой фокусировки в линейных ускорителях ионов - комбинированная высокочастотная фокусировка (КВЧФ). КВЧФ представляет собой модифицированную переменно-фазовую фокусировку (МПФФ) с включением в фокусирующий период высокочастотных квадруполей. Предложен метод расчета ускорителей с фокусировкой высокочастотным полем, основанный на анализе "локальной устойчивости" неравновесных частиц. Представлена интегрированная среда разработки APFRFQ, позволяющая производить все этапы расчета тракта линейного ускорителя в интерактивном режиме. Приведен сравнительный анализ двух способов фокусировки МПФ и КВЧ на примере предобдирочной секции линейного ускорителя многозарядных ионов. Рассчитан ускоряюще-фокусирующий тракт мощного протонного ускорителя промежуточного диапазона энергий, построенный на принципе КВЧФ. Рассмотрена возможность применения КВЧФ для ускорения тяжелых ионов с отношением массового числа к зарядовому (A/Q) = 65.

Досліджено проблему впливу власних електромагнітних полів сильнострумових пучків заряджених частинок на процеси їх транспортування крізь магнітоізольовані прискорюючі проміжки лінійних індукційних прискорювачів, а також процеси генерації короткохвильового електромагнітного випромінювання у плазмово-пучкових системах. Теоретичні дослідження та числове моделювання у рамках нелінійної теорії показали принципову можливість зарядової та струмової компенсації трубчастого сильнострумового іонного пучка під час його проходження крізь магнітоізольовані прискорюючі проміжки за умови супроводження іонного пучка додатковим електронним пучком. Для запобігання розбіжності та гальмування іонного пучка у дрейфових проміжках використано інжекцію додаткових "холодних" (теплових) електронів. За таких умов іонний пучок залишається моноенергетичним у цілому. Показано, що прикладене зовнішнє прискорююче електричне поле прискорює іони, але гальмує електрони, не перешкоджає проходженню електронного пучка крізь прискорюючі проміжки та забезпечує необхідний ступінь зарядової та струмової компенсації іонного пучка тільки за умови, якщо помножена на заряд початкова різниця потенціалів не перевищує початкової енергії електронів. Отримано обмеження на товщину стінки трубчастого сильнострумового іонного пучка, за якого зберігається однорідність зарядової та струмової компенсації та однорідність прискорення по радіальному перерізу іонного пучка. У рамках побудованої лінійної та нелінійної самоузгодженої теорії взаємодії моноенергетичного електронного пучка з плазмою гібридної кільцевої структури знайдено режими збудження

Дисертацію присвячено питанню підвищення темпу прискорення в лінійних прискорювачах електронів. Досліджено процеси на поверхні і у вакуумі, що обмежують прискорювальне поле. Визначено: пробої разом із відчищанням поверхні призводять до утворення тонких плівок, що зменшує електричну міцність у вакуумі. Причина у атмосферному і вакуумному забрудненні. Дослідження виконано за умов існуючої технології попередньої обробки та перспективних технологій, що підвищують електричну міцність. Доведено, що можливості підвищення темпу прискорення шляхом попередньої обробки поверхні обумовлені зменшенням її сорбційної ємності. Основні результати роботи знайшли використання у розробці технології виготовлення прискорювальних структур.

Дисертацію присвячено розробці зустрічно-штирьових структур для прискорення пучків важких іонів у лінійних резонансних прискорювачах. На масштабних моделях досліджено ефективні модифікації зустрічно-штирьових структур. Розроблено оригінальні елементи настроювання прискорюючого поля, запропоновано нові методи регулювання енергії. Створено конструкції структур лінійних прискорювачів для фундаментальних досліджень (прискорювач ЛУМЗІ і прискорювач радіоактивних нуклідів ЛУРАН) і прикладних цілей (імплантаційні технології і виробництво трекових мембран).

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено дослідженню процесів формування та прискорення пучків в високочастотних джерелах електронів з термоемісійним катодом (ВЧ гарматах). На основі математичного моделювання та експериментальних досліджень розглянуто аспекти одержання пучків електронів з прецизійними характеристиками. Запропоновано концепцію побудови багаторезонаторних ВЧ гармат та розраховано на її основі ВЧ гармату з великим середнім струмом. Досліджено ефект зворотного бомбардування та методи його зменшення, вивчено нестаціонарні процеси в термоемісійних катодах. Проведено експериментальні дослідження створених однорезонаторної та двохрезонаторної ВЧ гармат - інжекторів діючих прискорювачів.