Интенсивный электронный пучок в методе электронного охлаждения тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.20 ВАК РФ

г ю? «я

9-97-97

На правах рукописи /

СЫРЕСИН Евгений Михайлович

ИНТЕНСИВНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ ПУЧОК В МЕТОДЕ ЭЛЕКТРОННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

Специальность: 01.04.20 — физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника

Автореферат диссертации »а соискание ученой степени-доктора физико-математических наук

Дубна 1997

Работа выполнена в Объединенном институте ядерных исследований

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

ДОНЕЦ

Евгений Денисович

ЛЕБЕДЕВ . Андрей Николаевич.

ПЕРЕЛЬШТЕЙН Элкумо Аврумович

доктор физико-математических наук, Объединенный институт ядерных исследований, г.Дубна

доктор физико-математических наук ФИ АН им. Лебедева, г. Москва

доктор физико-математических наук Объединенный институт ядерных исследований, г.Дубна

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:

Всероссийский электротехнически!

институт, г.Москва

Защита диссертации состоится «__» _1997 г. I

«_» часов на заседании Диссертационного совета Д-047.01.03 пр1

Лаборатории ядерных проблем Объединенного института ядерны) исследований.

Адрес: 141980, г.Дубна'Московской обл., ул.Жолио-Кюри, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИЯИ.

Автореферат разослан а 9 » а<*/> е1997 г. Ученый секретарь Диссертационного совета Д-047.01.03 доктор физико-математических наук, профессор _ Ю.А.Батусов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Уменьшение шестимерного фазового объема эмиттанса и разброса fio импульсу ионных пучков, циркулирующих в ткопнтеле, - одна га основных проблем при достижении требуемой :ветимости с помощью различных методов охлаждения.

Вступление в строй нового поколения ускоритеяыю-1акопнтелышх колец тяжелых ионоз в ко1ще 30-х годов открыло 1ерспектквы в исследованиях по ядерной н атомной физике, физике тромежуточкых энергий и физике пучхов. С их появлением стало юзможным проведение прецизионных экспериментов с монохроматическими ионными пучками на сверхтонких внутренних нишекях, осуществление масс- спектрометрии сверхвысокого" эазрешенля, накопление долгоживущих изотопов и изомеров. Исследование взаимодействия охлажденных ионов с электронами и номами позволило определить на новом качественном уровне сечения щэлектронной и радиационной рекомбинаций, дело толчок к развитию лазерного охлаждения. Возникло новое направление в физике пучкоз - кристаллические пучки.

Для формирования монохроматических ионных пучков в шкопителях Г.И. Будкером предложен метод электронного >хла;хдения. Основой метода электронного охяамеденпя язляется теплообмен между пучком поноз, циркулирующем в накопителе, и гучком электронов, движущимся с той же скоростью. Б результате такого теплообмена, вызванного кулоновским взаимодействием истиц, ионы охлаждаются до тех пор, пока их TeMnepaTypá не станет эавной эффективной температуре электровоз.

Время охлаждения и равновесная температура охлажденного юнного пучка определяются параметрами электронного пучка: его )нергией, плотностью тока, продольной и поперечной температурой шектронов. Благодаря "сплющенности" функции распределения тектронов и их замагаиченносги, возможно глубокое охлаждение íohob до продольной температуры электронов 7}/» 10-4 эВ.

Формирование гаггенсивного электронного пучка с малым угловым и энергетическим разбросом - главная проблема в методе шектронного охлаждения. Одним из основных направлений решения »той задачи является выбор оптики электронной пушки, которая ;пособна обеспечить формирование интенсивного пучка с малым угловым разбросом. Вторая проблема связана с энергетическим эазбросом электронов пучка по радиусу, возникающим из-за тровисания потенциала в дрейфовой камере Еследсгвие тространственного заряда пучка. Ее решение возможно при

нейтрализации пространственного заряда ионами, возникающими при ионизации атомов остаточного газа электронами пучка. Формирование интенсивных электронных пучков ограничено развитием пучково- дрейфовой неустойчивости. Создание активных методов подавления этой неустойчивости - одна из актуальных задач.

Формирование стационарных электронных пучков в системе электронного охла:кдения реализуется в режиме рекуперации их энергии. Одной из основных характеристик в экспериментах по рекуперации энергии является ток потерь электронов пучка. В системе электронного охлаждения величина тока потерь должна быть менее 1(И от тока пучка. Это накладывает жесткие требования на эффективность коллектора электронов, особенно для интенсивных широкоапертурных пучков с первеансом 1- 5 цАУВ3/2. Разработка высокоэффективного коллектора является актуальной задачей в методе электронного охлаждения, в СВЧ - системах, при решении проблемы управляемого термоядерного синтеза.

Дальнейшее развитие идеи формирования интенсивных электронных пучков с малым угловым и энергетическим разбросом, предложенной в первых работах по электронному охлаждению в ИЯФ СО РАН им. Будкера, было реализовано при создании электронно-оптической системы электронного охлаждения антипротонного накопителя LEAR (ЦЕРН). Найденные физические решения по формированию холодных моноэнергичных пучков позволили осуществить эффективное охлаждение на LEAR как антипротонных и протонных пучков, так и ионов свинца, требуемых для LHC. Актуальность этих работ связана с реализацией проекта по использованию LEAR в ионном ускорительном комплексе ЦЕРН для охлаждения и накопления ионных пучков свинца, чтобы достичь требуемой светимости в LHC.

Охлаждение ионов интенсивными электронными пучками, нейтрализованными по пространственному заряду, планируется при реализации проекта системы электронного охлаждения ускорительно-накопительного комплекса ОИЯИ К4-К10. С этой целью создан ряд прототипов основных ее элементов, проведены экспериментальные исследования с нейтрализованными электронными пучками с параметрами, соответствующими проектным.

Основные цели работы.

1. Разработка метода формирования интенсивных электронных пучков с малым угловым и энергетическим разбросом в методе электронного охлаждения.

2. Создание системы электронного охлаждения нового поколения, включающей электронную пушку с перестраиваемым первеансом 0,15 цА/В3/2, высокоэффективный коллектор электронов с током потерь

О 4- !06, систему нейтрализации и диагностики пространственного аряда пучка.

3.Разработка активных методов подавления пучково-дрейфовой еустойчивости, ограничивающей формирование интенсивных [ейтрализованных пучков.

4. Реализация разработанных методов (п. 1-3) в системе лектронного охлаждения накопителя LEAR при охлаждении пучков нтипротонов, протонов и ионов свинца интенсивными электронными ¡учками.

1аучиап новизна.

Разработаны методы формирования интенсивных электронных пучков с малым угловым и энергетическим разбросом. На их основе оздана система электронного охлаждения нового поколения в щапазоне энергий 2-30 кэВ, токов 0.01-3 А, первеансов пучка 0,1->дА/В3/2.

Предложена схема широкоапертурной электронной пушки диаметр пучка 50 мм) с адиабатической оптикой в магнитном поле шзкой напряженности (600 Г)- На её основе разработана электронная тушка с изменяемым первеансом 0,l-5uA/B3'2, энергией электронов >-30 кэВ. Показано, что иервеанс пушки ограничен влиянием 1торичных электронов, возникающих при ионизации атомов остаточного газа. Найдены способы, позволяющие избежать :нижения первеанса пучка из-за объемного заряда вторичных электронов в области пушки. С этой целью использован генератор ^"blower"), с помощью которого периодически подавалось отрицательное напряжение на управляющий электрод и осуществлялось удаление вторичных электронов из пушки. Разработан специальный управляющий электрод с поперечным электрическим полем, исключающий накопление вторичных электронов.

Развиты оптический и энергетический методы диагностики поперечной температуры электронов в интенсивных пучках с гтервеансом до 5 цА/В3/2 и энергией электронов до 15 кэВ.

Разработан высокоэффективный коллектор электронов типа цилиндра Фарадея с первеансом 20 цА1Вш при относительном токе потерь 3*10 6-Ю-4, позволяющий рекуперировать широкоапертурные электронные пучки диаметром 50 мм с первеансом до 5 цА/Вш.

Развит метод формирования интенсивных электронных пучков, нейтрализованных по пространственному заряду, в ультравысоком вакууме 10-" Topp. Для этого создана система нейтрализации, включающая в себя электростатические пробки, диагностику нейтрализованных электронных пучков: время-пролетный метод, диагностический электронный пучок, Шоттхи-диагностику.

з

Разработаны методы подавления пучково-дрейфовой неустойчивости, ограничивающей предельный ток нейтрализованного пучка: очистка вторичных электронов специальными электродами, нагрев ионов в поперечном высокочастотном электрическом поле (шейкер), нагрев ионов при возбуждении продольных волн.

Экспериментально показано, что использование в системе электронного охлаждения LEAR элементов, созданных на основе разработанных методов, позволяет осуществить охлаждение ионов свинца, требуемых для проекта LHC, за время менее 100 мсек, обеспечивающее нужную скорость их накопления.

Практическая ценность работы.

Проведенные исследования по формированию интенсивных холодных пучков электронов с первеансом до 5 цА/В3'2 открывают новые возможности по быстрому охлаждению ионных пучков с высоким начальным эмиттансом. В ходе первых экспериментов по охлаждению ионов свинца РЬ54+ с энергией 4.2 МэВ/н на LEAR, достигнуты достаточно малые времена охлаждения ( менее 100 мсек) и продемонстрирована реальность проекта по использованию антипротонного накопителя LEAR для их охлаждения и накопления в ионном комплексе LHC.

Найденные физические решения по формированию интенсивных электронных пучков с малым угловым и энергетическим разбросом реализованы при создании электронно - оптической системы электронного охлаждения антипротонного накопителя LEAR, включающей коллектор электронов, электронную пушку, систему нейтрализации и диагностики пространственного заряда пучка.

Разработанные методы подавления пучково-дрейфовой неустойчивости практически важны как в методе электронного охлаждения, так и для ионных источников с электронными пучками.

Апробация работы.

Результаты, изложенные в диссертации, докладывались на Международной конференции "Электронное охлаждение и новая электронная техника" (Легнаро, Италия, 1990); на Международной конференции "Охлаждение пучков и сопутствующие проблемы" (Монтре, Швейцария, 1992); на Международной конференции "Физические эксперименты и первые результаты на накопителях тяжелых ионов с электронным охлаждением (Смоленице, Словакия

1992); на Международном семинаре по физике тяжелых ионов (Дубна,

1993); на II Международном симпозиуме "Ядерная физика в накопительных кольцах" (Санкт- Петербург, 1994); на IV Европейской ускорительной конференции (Лондон, Англия, 1994); на XIV-XV совещаниях по ускорителям заряженных частиц (Протвино, 1994,1996);

а Международной ускорительной конференции (Даллас, США, 1995); а V Европейской ускорительной конференции (Барселона, Испания, 996); на 11 Международном совещании ICFA " Методы охлаждения подавления колебаний пучков заряженных частиц" (Москва-Нижний 1овгород,1996), а также обсуждались на научных семинарах »бъединенного Института ядерных исследований, ЦЕРН, [нститута ядерной физики им. Будкера СО РАН, Физико-гхнологического центра ИЯФ СО РАН, Всероссийского тектротехнического института.

По теме диссертации опубликовано 39 работ.

Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения. Текст иссертации изложен на 269 страницах, включает 112 рисунков, 7 таблиц и список литературы из 127 наименований.

труктура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, дан раткий анализ проблем, решаемых в диссертации, и сформулированы ели исследований, вошедших в работу.

В первой главе обсуждаются основные принципы физики тсктронного охлаждения (§1.1), представлены требования к араметрам интенсивных электронных пучков (§1.2). Там же бсуждается влияние поперечной температуры электронов и их емонохроматичности, обусловленной пространственным зарядом учка, на эффективность электронного охлаждения.

Описана система электронного охлаждения антипротонного акопителя LEAR в ЦЕРН (см §1.3). Приведены параметры нтенсивных электронных пучков в реконструированной системе тектронного охлаждения. Обсуждаются основные элементы вновь эзданной электронно- оптической системы электронного охлаждения: иектронная пушка с изменяемым первеансом, коллектор электронов, 1стема нейтрализации пространственного заряда электронного пучка система его диагностики.

В §1.4 приведены основные параметры антипротонного акопителя LEAR и рассматриваются основные направления изических экспериментов с охлажденными антипротонными и онными пучками. Здесь же обсуждается возможность использования EAR для охлаждения и накопления ионов свинца РЬ^+ с энергией 4.2 1эВ/н, требуемых для ускорительного комплекса LHC.

Проектные параметры ускорительно-накопительного комплекса >ИЯИ К4-К10 с радиоактивными ионными пучками представлены в 1.5, здесь же приведены проектные параметры системы электронного хлаждения К4.

Во второй главе обсуждаются методы формирования интенсивны пучков электронов с малой поперечной температурой в система электронного охлаждения нового поколения. Представлень сравнительные характеристики электронных пушек основных ионны; накопителей ( §2.1). В §2.1 описаны факторы, влияющие на величин] поперечной температуры, и определены условия, снижающие ее. I первую очередь, это оптимальный выбор оптики пушки. Дан( обоснование выбора адиабатической оптики широкоапертурно! электронной пушки (диаметр пучка 50мм), позволяющей в широкол диапазоне перестраивать ток пучка и энергию электронов бе: увеличения их поперечной температуры в относительно низког» магнитном поле (600 Г)- Обсуждаются результаты численногс моделирования геометрии пушек LEAR (Рис. 1) и К4 (Рис.2) ( §2.2).

1 2 3

Рис.1. Конструкция электронной пушки LEAR. 1 - фокусирующий электрод, 2 - управляющий электрод, 3 - анод, 4 - высоковольтные металлокерамические изоляторы, 5 - катод, 6 - насос типа "нераспыляемый геттер".

Формирование интенсивных электронных пучков с первеансом до 5 цА/В3/2 накладывает жв^ие требования на оптику электронной пушки. Для получения пучков такой интенсивности необходима высокая напряженность электрического поля. Однако, оно не должно

б

фиводить к росту поперечной температуры электронов пучка, уровень юторой должен составлять 0,1-0,2 эВ.

0 50 100 150 mm

Рис.2.Схема электронной пушки накопителя К-4: 1 - катод, 2 - камера управляющего электрода,

3 - изолятор потенциала управляющего электрода,

4 - анод, 5 - управляющий электрод, 6 - изолятор катодного потенциала.

В §2.3-§2.5 рассмотрены особенности генерации интенсивных [учков электронов для системы электронного охлаждения LEAR: нергия 2-30 кэВ, первеаис до 5 ц А/В3/2 в относительно низком 1агнитном поле до 600 Г. Ток электронного пучка в трехэлектродной [ушке LEAR определяется ускоряющим напряжением между катодом [ управляющим электродом, а энергия электронов - потенциалом атода относительно земли. Пушка позволяет формировать пучки с аданной энергией электронов и требуемым током.

При положительном потенциале управляющего электрода >тносительно земли в пушке возможно накопление вторичных лектронов. Их пространственный заряд приводит к снижению тока [учка. Теоретический анализ данной проблемы содержится в §2.4.

Эксперименты по формированию интенсивных электронны? пучков на стенде электронного охлаждения приведены в §2.3, г исследование влияния вторичных электронов описано в §2.4. Там ж< обсуждается метод, позволяющий устранить это влияние, для чегс используется специальный генератор, подающий импульс отрицательного напряжения на управляющий электрод. В результате, происходит удаление вторичных электронов из пушки.

В §2.5 представлены результаты по формированию интенсивных пучков с энергией электронов 7 кэВ, током до 3 А в системе электронного охлаждения LEAR. Показано, что в условиях ультравысокого вакуума LEAR 10" Topp, период следования импульсов составляет около 10 минут, что достаточно для проведения экспериментов по охлаждению ионных пучков.

Другой способ устранения вторичных электронов - их очистка в пушке специальной конструкции с "разрезным" управляющим электродом (§2.6). В области управляющего электрода создается дополнительное поперечное поле, которое приводит к быстрому удалению вторичных электронов из системы. Влияние поперечного электрического поля на угловые характеристики пучка в этом режиме работы пушки в настоящее время еще не исследовано.

В третьей главе представлены результаты по измерению поперечной температуры электронов пучка. Она определяется тремя составляющими: тепловым движением электронов на катоде, дрейфом в собственных полях пучка и продольном магнитном поле, а также оптикой электронной пушки. Это одна из основных характеристик качества пучка в методе электронного охлаждения.

Формирование стационарных пучков с продольной энергией электронов 10-50 кэВ и их поперечной энергией 0,1-0,2 эВ потребовало развития специальных методов диагностики для измерения поперечной энергии электронов (§3.1). Одним из простых и надежных методов измерений является оптический метод, предложенный в ИЯФ им. Будкера (Рис.3). Он основан на известном принципе магнитной фокусировки: частицы в магнитном поле, стартующие из одной точки с различными поперечными скоростями, через период циклотронного вращения вновь собираются в точку. Каждые полпериода изображение точки имеет максимальный размер. В §3.2 дана физическая интерпретация метода и обсуждается схема оптического анализатора. В нем из электронного пучка с помощью диафрагмы вырезается тонкий пучок диаметром 30 цм, который затем анализируется на основе принципа магнитной фокусировки. В данной работе удалось четко проанализировать оптическое изображение вырезающего отверстия, переносимого на люминесцентный экран электронами пучка, и различить эффекты, позволившие измерить

юперечную энергию электронов пучка, обусловленную оптикой гушки, и некогерентный угловой разброс, связанный с температурой ;атода.

2 3 4 5

Рис.З.Схема оптического анализатора: 1 - катод пушки, 2 - управляющий электрод, 3 - вырезающая диафрагма, 4 - люминесцентный экран, 5 - микроскоп, 6-соленоиды, 7- катушки поперечного магнитого поля.

о.зо ^

I

I, А

Рис.4.3ависимость разности поперечной энергии для осевыхи краевых электронов от тока пучка, формируемогопушкой LEAR в магнитном поле В=600 Г, эксперимент: 1-е0 = 5.7 кэВ, 2 - е0 = 13 кэВ; расчет: 3 - е0 = 5.7 кэВ.

В §3.3 приведены стендовые эксперименты по измерению оперечной температуры в интенсивных электронных пучках с

первеансом до 5 цА/В3/2, формируемых пушкой LEAR. Измеренная величина поперечной энергии составляет 0,1-0,3 эВ для пучков с энергией электронов до 12 кэВ в магнитном поле 600 Г (Рис.4). Здесь же проанализирована точность результатов этих экспериментов и разрешение метода. Надежно измеряется поперечная температура, величина которой составляет 0,1 эВ.

В §3.4 представлен энергетический метод измерения поперечной и разброса продольной энергии, предложенный в ИЯФ им. Будкера СО РАН и развитый в работах, представленных в диссертации. Метод основан на анализе продольной энергии электронов в тормозящем электрическом поле. Особенность использования метода в данной работе состояла в том, что измерения проведены в энергичных интенсивных пучках с первеансом 1-5 цА/В3/2, в которых существенно влияние пространственного заряда пучка и эффектов неадиабатичности движения электронов в тормозящем анализирующем поле.

Схема энергетического анализатора приведена в §3.5. Расчеты вольт-амперной характеристики анализатора представлены в §3.6. В §3.7 обсуждается разрешающая способность метода и влияние различных факторов, приводящих к снижению точности измерений. Результаты экспериментов по измерению поперечной энергии в интенсивных высокоэнергичных пучках представлены в §3.8

Эксперименты по измерению поперечной энергии электронов непосредственно на LEAR выполнены с помощью анализатора быстрых атомов водорода, образующихся при рекомбинации охлажденных протонов и электронов пучка. По результатам измерений скорости рекомбинации, поперечная температура электронов пучка составляет менее 0,2 эВ (см. §3.9).

В четвертой главе представлены результаты по рекуперации широкоапертурных пучков электронов в системе электронного охлаждения (§ 4.1). Для формирования стационарных электронных пучков диаметром 50 мм с первеансом до 5 цА/В3/2 в режиме рекуперации их энергии разработан высокоэффективный коллектор электронов (Рис.5) с первеансом 20 цА/В3/2 при относительном токе потерь 3*10-6-10"4 Фис.6). Реализация метода электронного охлаждения в условиях ультравысокого вакуума LEAR (10 й Topp.) впервые потребовала разработки коллектора с таким уровнем потерь для интенсивных электронных пучков с первеансом до 5 цА/В3/2 (§ 4.2). Коллектор системы электронного охлаждения LEAR представляет собой цилиндр Фарадея с супрессорным электродом (репеллером). Он конструктивно прост, его эффективность определяется магнитной пробкой на входе в коллектор и электростатическим барьером,

создаваемым супрессорным электродом и пространственным зарядом пучка.

экран; 5 - вакуумная камера; 6 -репеллер; 7 -поддерживающий изолятор; 8 - коллектор; 9 -вакуумный изолятор; 10 - система водяного охлаждения; 11 - катушка встречного поля.

В экспериментах с нейтрализованными электронными пучками важную роль играет плотность быстрых вторичных электронов, отраженных от коллектора. Существуют две группы таких электронов: электроны, совершающие многократные колебания между пушкой и коллектором, и электроны, возвращающиеся в коллектор после первого отражения от потенциального барьера в области пушки. Параметры вторичных электронов обсуждаются в § 4.3.

Результаты численного моделирования и выбор геометрии коллектора LEAR содержатся в § 4.4. Данные экспериментов по рекуперации широкоапертурных пучков диаметром 5 см с энергией электронов до 30 кэВ, током до 3 А на стенде и на LEAR приведены в §4.5 - §4.6. Эффективность рекуперации по току потерь пучка составляет 10^-3 10-6. Предельный ток потерь в этих экспериментах определяется ионизацией электронами пучка атомов остаточного газа.

Низкая эффективность прежнего коллектора LEAR по току потерь 10-3 была недостаточна для обеспечения вакуума 10-" Topp и являлась одной из причин нестабильной работы системы электронного охлаждения. Установка нового коллектора в 199! г. позволила

использовать электронное охлаждение в "штатном" режиме при проведении экспериментов с пучками антипротонов с импульсом ниже 308 МэВ/с.

ио.кв

Рис.6. Зависимость тока потерь в стендовых экспериментах от потенциала катода для пучка с первеансом 0.52 \iA/Bm:

1) напряженность магнитного поля в вакуумной камере В = 420 Г, напряженность магнитного поля в коллекторной катушке Bm(LX = 828 Г, />=2.4x10"8 1.5х10"7 'Горр; 2) В = 516 Г, Втах = 1050 Г, />=1.5х10-8 Topp; 3) В = 516 Г, Втах = 1050 Г, Р=5х10-8-г 6.7x10 7 Topp.

В пятой главе обсуждается метод формирования интенсивных электронных пучков с малым энергетическим разбросом, предложенный в первых работах по электронному охлаждению. Пространственный заряд электронного пучка приводит к провисанию потенциала в дрейфовой камере системы охлаждения и к зависимости энергии электронов от радиуса их траекторий. Вследствие бетатронных колебаний неохлажденные ионы пучка взаимодействуют с электронами пучка с разной энергией и на разном расстоянии от оси. Это, в конечном счете, приводит к существенному увеличению времени охлаждения ионов интенсивными электронными пучками (см. §5.1). Для нейтрализации пространственного заряда электронного пучка использованы электростатические "пробки Пархомчука". Электроды пробок представляют два полуцилиндра, между которыми вставлено

проводящее стекло. К электродам приложено положительное напряжение разной величины, так что в пространстве между ними возникает поперечное электрическое поле. Пробки запирают ионы, образующиеся при ионизации электронами пучка атомов остаточного газа, и удаляют вторичные электроны. Формирование нейтрализованных электронных пучков с помощью, электростатических пробок рассмотрено в §5.2.

Динамика процессов нейтрализации обсуждается в §5.3. Нейтрализованный электронный пучок в системе электронного охлаждения представляет четырехкомпонентную систему, состоящую из электронов пучка, ионов остаточного газа, вторичных электронов и волн, возбуждаемых пучком. Поперечные электрон-ионные колебания (см. §5.4) определяют как параметры стационарного состояния электронного пучка (см. §5.5), так и его предельный пороговый ток. Возбуждение поперечных электрон-ионных колебаний при эпределенных условиях может привести к развитию конвективной 'сносовой) пучково- дрейфовой неустойчивости. Она переходит в 1бсолютную неустойчивость при наличии обратной связи. Одним из «талон обратной связи являются вторичные электроны, отраженные )т коллектора. Параметры вторичных электронов в системе с шектростатическими пробками обсуждаются в §5.6.

Для диагностики нейтрализованных электронных пучков разработан рад методов: диагностический электронный пучок, время-фолетный метод, охлажденный ионный пучок. Идея диагностического 1учка (Рис.7) основана на измерении его азимутального смещения под (ействием электрического поля основного пучка (§5.7).

Шишшшшш

щЮсновной пучок Щщ

з

> АЦП

ЦАП

I

Рис.7. Схема измерения степени нейтрализации с помощью диагностического электронного пучка. 1 -пушка диагностического пучка, 2 - электроды компенсирующего поля, 3 - коллектор

С этой целью вдоль основного пучка на некотором расстоянии от его оси инжектируется диагностический электронный пучок. С помощью этого метода диагностики измеряется суммарный заряд частиц, находящихся внутри цилиндра с диаметром, на который смещен диагностический пучок. Диагностический пучок эффективно использован в стендовых измерениях степени нейтрализации.Во время -пролетном методе (§5.8), предложенном в ИЯФ им.Будкера, измеряется разность фаз между двумя пикап -электродами при модуляции тока пучка. Величина разности фаз определяется скоростью электронов, а та, в свою очередь, зависит от провисания потенциала в дрейфовой камере. Время-пролетный метод эффективно использован как в экспериментах на Стенде электронного охлаждения, так и в экспериментах на LEAR. Заметим, что как диагностический электронный пучок, так и время-пролетный метод позволяют определять интегральную степень нейтрализации, усредненную по радиусу пучка. Локальная степень нейтрализации в экспериментах на LEAR измерена охлажденным ионным пучком с помощью диагностики Шотткн (см. §5.9).

Результаты экспериментов по исследованию нейтрализованного состояния электронного пучка при ультравысоком вакууме 10 " Topp представлены в §5.10. (Таблица 1, рис.8).

Таблица 1. Параметры нейтрализованного электронного пучка в _системе электронного охлаждения LEAR

Энергия электронов, кэВ 27.5 11.5 3.2

Ток пучка, А 1.5 0.5 0.13

Степень нейтрализации г| 0.9 0.85 0.75

Первеанс пучка, цА/В3/2 0.32 0.41 0.65

Магнитное поле, Г 600

В ходе экспериментов на LEAR получены нейтрализованные электронные пучки с энергией электронов 2,5- 27 кэВ, током 0,03-1,5А, первеансом 0,35-0,6 цА/В3/2 со степенью нейтрализации г|=0,75-0,95. Здесь же приводятся результаты экспериментов по формированию нейтрализованных пучков с энергией электронов 2,5-10 кэВ, током пучка 0,01-2,5А на Стенде электронного охлаждения ЛЯП при давлении 10-М О"9 Topp. Результаты экспериментов на стенде и в системе электронного охлаждения LEAR находятся в хорошем согласии друг с другом.

В §5.11 проведен анализ процессов нейтрализации и устойчивости нейтрализованных электронных пучков в системах электронного охлаждения LEAR и МОСОЛ, а также в ионных источниках с электронными пучками, таких как К.РИОН.

Здесь обсуждаются основные физические процессы, влияющие на параметры стационарных нейтрализованных пучков и их устойчивость. Они, в значителной мере, определяются плотностью электронов пучка (107-108 см-3 МОСОЛ и LEAR, Ю'ЧО12 см-3 -КРИОН) и давлением остаточного газа (10-ш Topp - МОСОЛ, 10 " Topp -LEAR, 1012 Topp - КРИОН). В результате различия параметров этих установок, реализуются разные механизмы нагрева ионов. Если в экспериментах КРИОН и МОСОЛ основным механизмом нагрева являются кулоновские столкновения ионов с электронами пучка, то на LEAR этот механизм нагрева практически выключен. Нагрев ионов здесь происходит при возбуждении поперечных электрон-ионных колебаний.

Заметную роль в этих трех системах играют ион-ионные столкновения. Особенно они существенны в экспериментах МОСОЛ и KRION. В результате сильных ион-ионных столкновений возможен уход ионов при температуре, в 5-10 раз более низкой, чем энергия потенциального барьера. Уход ионов здесь связан с быстрыми частицами, находящимися в хвостах функции распределения ионов по энергии. В экспериментах КРИОН ион-ионные столкновения настолько сильны, что приводят к стабилизации неустойчивостей нейтрализованных электронных пучков.

0,7958 -

0,7956 1

0,7954 -

N 0,7952 X S 0,7950

- 0,7948

0,7946

0,7944 ^Nj

0,7942 J

0,36 0,38 0,40 0,42 0,44 0,46 0,48 0,50

1. А

Рис.8. Зависимость частоты обращения протонного пучка от тока электронного пучка. В=600 Г,напряжение на электродах пробки и,г1=и,г3=6 кВ, и1г2=и,ы=0. Д -нейтрализованный пучок, п - заряженный пучок. С/о=11.7 кВ.

Шестая глава посвящена проблемам нейтрализации, пучково дрейфовой неустойчивости и активным методам её подавления Развитие пучково-дрейфовой неустойчивости обусловленс возбуждением поперечных электрон-ионных колебаний. В §6.1- §6.1 обсуждаются теоретические модели пучково-дрейфовой неустойчивости и приведен анализ экспериментальных данных по ее исследованию. Результаты которого показывают, что величина порогового тока в экспериментах может существенно отличаться при высоком вакууме для систем электронного охлаждения с низким током потерь в коллекторе и экспериментов, где вакуум относительно невысок Ю-5- 107 Topp, а ток потерь достаточно велик 10 М0"3.

Амплитудно-частотные характеристики свободных и вынужденных поперечных колебаний представлены в §6.3 - §6.4. Резонансная частота колебаний находится в диапазоне 150-450 кГц и соответствует ионным когерентным частотам. Они не зависят от степени нейтрализации и определяются плотностью электронов пучка, зарядовым составом ионов Z/A и величиной напряженности магнитного поля. Относительная ширина спектра для стабильных нейтрализованных пучков составляет 0,05-0,15. При развитии неустойчивости относительная ширина спектра возрастает до 0,2-0,5. Одной из основных характеристик поперечных волн является их коэффициент усиления вдоль распространения пучка. В стендовых экспериментах величина коэффициента усиления амплитуды поперечных волн на резонансных частотах составляет 10-15 на длине 1,7 м. По результатам непрямых измерений величина коэффициента усиления на LEAR соответствует 20-50 на длине 3,2 м для стабильных нейтрализованных пучков. При развитии неустойчивости не зарегистрировано увеличение амплитуды поперечных волн в зависимости от продольной координаты.

При токе пучка выше порогового амплитуда поперечных колебаний быстро возрастает во времени. Длительность вспышек неустойчивости составляет 0,05-0,2 мсек и фактически определяется декрементом затухания Ландау. Величина пороговой плотности тока определяется соотношением

J neutr I г >

kLc

Здесь L - длина области нейтрализации, В - напряженность магнитного поля, ve - скорость электронов пучка, к - численный коэффициент, величина которого зависит от коэффициента обратной связи, давления остаточного газа и ряда других параметров. Величина численного коэффициента к оказывается различной как в разных теоретических моделях (к=8 (Незлин М.В.); к=2 (Богданкевич Л.С., Рухадзе A.A. ); /с«2-3 (Буров A.B.)), так и полученная в результате экспериментальных

исследований (А-8 -12 (Незлин М.В.); А=3.8 (МОСОЛ); А-1.2 (НАП -М)).

Анализ экспериментальных результатов с нейтрализованными пучками и обсуждение проблемы пучково - дрейфовой неустойчивости представлены в §6.6. Здесь обсуждается основные физические процессы, влияющие на устойчивость электронных пучков в экспериментах на LEAR, на стенде ОИЯИ, на КРИОН и МОСОЛ.

Для стабилизации нейтрализованных пучков в экспериментах на LEAR и Стенде электронного охлаждения ОИЯИ разработаны активные методы подавления пучково- дрейфовой неустойчивости. Они позволяют поднять пороговый ток в 2-4 раза (Рис.9,Таблица 2).

700 600

; 500

I 400

[ lb, тА зоо 200

I

100

о

I .i* IJI pi

10 15 20 P. 1e-9 Torr

30

Рис.9. Зависимость порогового тока на стенде от давления остаточного газа: о- с пробками, без использования активных методов неустойчивости; с пробками и активными методами подавления неустойчивости:

д- чистящими электродами, П - разрезным управляющим электродом, чистящими

электродами и шейкером, + - чистящими электродами и продольной модуляцией.

Таблица 2. Отношение плотности порогового тока, полученной в эазличных экспериментах, к расчетной плотности порогового тока по Незлина.

Эксперимент Jthrc\h J.W'sIifi

Эксперименты Незлина 0.7-1

НАП- М 4

МОСОЛ 2.1

LEAR, пассивный режим 0.2-0.3

Стенд ОИЯИ, пассивный режим 0.7-1.4

LEAR, активный режим 1

Стенд ОИЯИ, активный режим 3.2

К числу таких методов относится удаление вторичных электронов шстящими электродами (см. §6.8, рис.10); нагрев ионов кикером с

гармоническим электрическим полем в поперечном направлении (шейкер) (§6.9); нагрев ионов при продольной модуляции пучка и возбуждении продольных волн (§6.10). В §6.11 обсуждаются причины подавления пучково-дрейфовой неустойчивости при использовании трехэлектродной пушки с "разрезным" управляющим электродом. В §6.12 проведено сравнение результатов экспериментов на LEAR и на стенде, а также на КРИОН и МОСОЛ с результатами расчетов, и сделан анализ основных процессов, определяющих нейтрализацию и устойчивость электронных пучков в условиях ультравысокого вакуума.

Рис.10. Чистящие электроды. 1 - электрод, 2 - проводящее стекло, 3 - катушка поперечного магнитного поля.

В седьмой главе представлены результаты экспериментов по охлаждению ионных пучков на LEAR интенсивными пучками электронов. В §7.1 приведены эксперименты по охлаждению антипротонных и протонных пучков с энергией до 50 МэВ электронными пучками с первеансом 0,5 цА/В3/2 в стандартных для LEAR режимах. При охлаждении антипротонов с начальным эмиттансом 40 л мм мрад и относительным продольным разбросом 10'3 время охлаждения до равновесного эмиттанса 2-4 я мм мрад составляет несколько секунд (Рис.11). Здесь же приведены зависимости времени охлаждения и равновесного эмиттанса охлажденного пучка от тока электронного и интенсивности ионного пучков.

Эксперименты по охлаждению протонных пучков нейтрализованными электронными пучками также представлены в §7.1

Формирование интенсивных электронных пучков с первеансом до 5 цА/В3/2 на LEAR обусловлено необходимостью быстрого охлаждения ионов свинца РЬМ+ с энергией 4,2 МэВ/н, требуемых для LHC. Стандартная схема ускорительного комплекса ионов CERN в

настоящее время не обеспечивает требуемой для LHC светимости. Для достижения необходимой величины светимости предполагается использовать охлаждение и накопление ионов свинца в накопителе LEAR. Время охлаждения должно быть достаточно быстрым и составлять около 0.2 сек. После 2 сек сгекирования требуемая интенсивность должна составлять 1.2*109 ионов.

Рис.11. Зависимость горизонтального времени охлаждения протонов от тока электронного пучка. Uo=27.8 кВ, NP=109 протонов.

Результаты экспериментов по охлаждению ионов свинца на LEAR интенсивными электронными пучками обсуждаются в §7.2. Начальный шиттанс ионного пучка равен: sv = 7 к мм мрад, ей = 50 я мм мрад. Эмиттанс охлажденного ионного пучка равен ev~ еь »2-3 л мм мрад. Зремя охлаждения ионов свинца в поперечном направлении при токе щектронного пучка 350 мА (энергия электронов 2,5 кэВ, первеанс тучка 3 цА/Взл) составляет менее 0,1 сек (Рис.12). Время охлаждения юнов в продольном направлении также равно менее 0,1 сек при >тносительном начальном разбросе импульсов 2* Ю-3 и его )авновесном значении 2* Ю-4 (Рис.13).

Достигнутые времена охлаждения ионов свинца меньше, чем это >ассмотрено в проекте LHC. Заметим, что интенсивность ионного ¡учка в настоящее время ниже в 10-100 раз, чем проектная величина штенсивности, поскольку режим многооборотной инжекции и текирования ионов в сгустки в настоящее время еще не реализован.

Детальные исследования времени охлаждения ионов свинца для »азличной оптики LEAR приведены в §7.2. Оптимальной для

охлаждения ионов свинца является оптика с бета- функцией в секции охлаждения порядка р » 5 м.

щ

I 0.08

х

0.06 0.С4 0.02 0

50

100

150 200 ток пучка, мА

300

♦ оптика4 В олтика1 Аоптика7

350

Рис.12 Зависимость обратного времени охлаждения ионов свинца РЬ54+ от тока пучка для различных режимов оптики LEAR

А

А

А

D

В

«

Др/р, 10е-3

х, мсек

Рис.13. Зависимость продольного импульса ионов свинца РЬ+54 от времени. 1=120 мА.

Стандартный цикл работы LEAR в проекте LHC по охлаждению, накоплению и ускорению ионов свинца должен составлять 3,5 сек. В связи с этим, время жизни ионов свинца в накопителе должно быть существенно выше, чем длительность цикла. Эксперименты по измерению времени жизни ионов представлены в §7.3. Время жизни ионов свинца в значительной мере определяется их рекомбинацией с электронами пучка. Аномально высокий коэффициент рекомбинации

зарегистрирован для ионов РЬ53+. Он в 30 раз превышает расчетное значение. Коэффициент рекомбинации для ионов Pb52+, Pb54+, РЬ55+ в 5-6 раз ниже, в результате время жизни ионов свинца для них составляет около 15 сек, что вполне приемлимо для проекта LHC. Исследованию времени охлаждения ионов свинца нейтрализованными электронными пучками посвящен §7.4. Здесь показано, что при "частичном выключении" пространственного заряда пучка время охлаждения снижается. Так, при охлаждении частично нейтрализованным электронным пучком с током 150 мА, время охлаждения было снижено в 1,5-2 раза и составило менее 0,2 сек.

В Заключении приведены основные результаты диссертационной работы, выносимые на защиту:

1. Впервые разработан метод формирования интенсивного лирокоапертурного пучка электронов с малым угловым и энергетическим разбросом в диапазоне энергий 2-30 кэВ, токов 0,01-ЗА, первеансов 0,1-5 цА/В3'2, используемого для быстрого охлаждения донных пучков с высоким начальным эмиттансом в накопителях.

2. Создана и введена в действие, на основе разработанного метода, шектронно - оптическая система электронного охлаждения штипротонного накопителя LEAR в CERN, позволившая ютользовать этот метод охлаждения в качестве штатной операции при >аботе на эксперимент по физике антипротонов в 1991-1996 г.г..

3. В указанном диапазоне параметров найдены новые физические )ешения, реализованные при создании основных элементов системы лектронного охлаждения нового поколения, и при развитии методов (иагностики электронных пучков:

3.1 Широкоапертурная электронная пушка с адиабатической >птикой и управляемым первеансом 0,125-5 цА/В3'2, током пучка |,01-ЗА, диаметром пучка 50 мм, энергией электронов 2-30 кэВ.

3.2 Коллектор электронов с относительным током потерь Ю-4-!О-5, [ервеансом до 20 цА/В3/2, предназначенный для рекуперации [нтенсивных широкоапертурных пучков.

3.3 Методы и устройства диагностики параметров электронного [учка: оптический и энергетический анализаторы.

4. Развит метод формирования нейтрализованного интенсивного учка электронов в вакууме до 10" Topp.

4.1 Создана система нейтрализации пространственного заряда лектронного пучка на накопителе LEAR.

4.2 Разработаны и развиты методы диагностики нейтрализованного учка: диагностический электронный пучок, время - пролетный метод, хлажденный ионный пучок.

4.3. Впервые экспериментально исследована нейтрализация ространственного заряда широкоапертурного электронного пучка

при ультравысоком вакууме 10 " Topp. Получены нейтрализованные электронные пучки с энергией электронов 2,5- 27 кэВ, током 0,03-1,5А, первеансом 0,35-0,6 цА/В3/2 со степенью нейтрализации гр0,75-0,95.

4.4. Впервые разработаны и реализованы активные методы подавления пучково-дрейфовой неустойчивости, позволяющие поднять в 2-4 раза пороговый ток пучка: очистка вторичных электронов специальными электродами, нагрев ионов в поперечном высокочастотном поле, возбуждение продольных колебаний пучка при продольной модуляции его тока. Получены стабильные нейтрализованные пучки с энергией электронов 2.5 кэв, током 0.3 А, диаметром 50 мм, первеансом 2.5 цА/В3/2, со степенью нейтрализации ri=0,4 ( LEAR) и пучки с энергией электронов 2.5 кэв, током 0.5 А, диаметром 30 мм, первеансом 4 цА/В3/2, со степенью нейтрализации 11=0,6 (стенд).

4.5.Выделены и исследованы основные механизмы и условия, определяющие процессы нейтрализации и устойчивости широкоапертурных электронных пучков в условиях ультравысокого вакуума Ю М О"11 Topp. Построена общая картина процессов нейтрализации и устойчивости и показано, что разнообразие результатов, полученных в экспериментах, может быть описано в рамках единых представлений.

5. Методы, представленные в (п.3-4), реализованы в системе электронного охлаждения накопителя LEAR при охлаждении пучков антипротонов, протонов и ионов свинца интенсивными широкоапертурными пучками электронов с первеансом до 3 цА/В3/2 . При охлаждении ионов свинца Pb52+ - РЬ55+ с энергией 4,2 МэВ/н, требуемых для LHC, получено время охлаждения в продольном направлении 80 мсек, в поперечном - менее 100 мсек.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в

работах:

1. Bosser J., , Ley R., Tranquille G., Bykovsky V., Funtikov V., Meshkov I., Poljakov V., Rogosin A., Selesnev I., Sinitsky V., Smirnov A., Syresin E. The new electron beam collector for LEAR. Proc. Workshop Electron Cooling and New Cooling Techniques, Italy, 1990

2. Боссер Ж., Быковский В.Ф., Лей Р., Мешков И.Н., Поляков В.Н., Рогозин А.И., Селезнев И.А., Синицкий В.Б., Смирнов А.В., Сыресин Е. М., Транквиль Ж., Фунтиков В.П. Новый коллектор для электронного охлаждения ЛИР. Препринт ИЯФ СО АН СССР 9125, Новосибирск, 1991

3. Oganessian Yu. Ts., Malyshev O.N., Meshkov I. N., Parkhomchuk V.V., Pororny P. , Sery A.A., Stepantsov S. V., Syresin E. M., Ter-Akopian G.

M., Timakov V.A. The project of the heavy ion storage ring complex K4-K10 an possibility of producing storing and cooling radioactive ion beams. Zeitshrift fur Physika A. Hadron and Nuclei, 1992, V.341,p.217

4. Bosser J., Tranquille G., Meshkov I., Poljakov V., Seleznev I., Smirnov

A., Syresin E., Zapunjako A. Project for a Variable Current Electron Gun for The LEAR Electron Cooler. Preprint CERN/PS 92-03 (AR), Geneva, Switzerland, 1992.

5. Запуняко A.M., Мешков И.Н., Поляков B.H., Селезнев И.А., Смирнов А.В., Сыресин Е.М., Боссер Ж., Транквиль Ж. Электронная пушка с регулируемым током пучка для системы электронного охлаждения накопителя LEAR. Препринт Института ядерной физики СО РАН 92-40, Новосибирск, 1992.

6. Агишев С.А., Быковский В.Ф., Завражнов М.А., Запуняко A.M., Лапик P.M., Мешков И.Н., Павлов С.Н., Пархомчук В.В, Поляков

B.Н., Селезнев И.А., Смирнов А.В., Сыресин Е.М. Система электронного охлаждения комплекса К4-К10. В кн. "Накопительный комплекс тяжелых ионов К4-К10", Дубна, 1992 г., с.87-99.

7. Malyshev O.N., Oganessian Yu.Ts., Rodin A.M., Sidorchuk S.I., Sokol Ye. A., Stepantsov S. V., Ter-Akopian G. M., Timakov V.A., V.I., Parkhomchuk V. V., Sery A.A., Shiltsev V.D., Meshkov I.N., Syresin E. M., Belov V.P., Makarov A.A., Shuckeylo I.A., Severgin Yu.P., Tarovik M.N. Structure and main functions of K4-K10 storage ring complex K4-K10 storage ring complex for heavy ions, P9-92-15,Dubna, 1992.

8. Golubev V., Meshkov I., Poljakov V., Seleznev I., Smirnov A., Syresin E. The Optical Analysis of The Electron Beam Temperature. Workshop on Beam Cooling and Related Topics, 1993, Montreux, Switzerland, p.159-163.

9. Lapik R., Meshkov I., Mozgunov V., Poljakov V., Seleznev I., Smirnov A., Syresin E., Zavrazhnov M., Bosser J., Tranquille G. The Measurement of Transversal and Longitudinal Velocities of an Electron Beam. Workshop on Beam Cooling and Related Topics, 1993, Montreux, Switzerland, p. 164-168.

10.Bosser J., Caspers F., Chanel M., Ley R., Maccaferri R., Maury S., Meshkov I., Mohl D., Molinary G., Syresin E., Tranquille G., Varenne F. Neutralisation and servo-system on the LEAR electron cooler. Proc. Beam cooling and related topics, Montreux, Switzerland, 1993, p. 175

11.Gorshkov V.A., Malyshev O.N., Oganessian Yu.Ts. Popeko G.S., Rodin A. M., Sarantsev V. P., Sidorchuk S.I., Sokol Ye. A., Stepantsov S. V., Ter-Akopian G. M., Timakov V.A. , Averbukh I.I., Cherepanov V.P., Dementiev Ye. N., Kalinin A.M., Kudelainen V.I., Parkhomchuk V. V., Scrynsky A.N., Zelenin A.M., Byckovsky V.F., Lapik R.M., Meshkov I.N., Syresin E. M., Belov V.P., Makarov A.A., Shuckeylo I.A., Severgin Yu.P., Tarovik M.N. K4-K10 Project. TREBLe: two rings exotic beam

laboratory. Proc. Beam cooling and related topics, Montreux, Switzerland, 1993, p.422

12.Bosser J., Ley R., Tranquille G., ., Meshkov I., Poljakov V., Seleznev I., Smirnov A., Syresin E., Zapunjako A. The first results of electron cooling at LEAR with the variable current electron gun. Proc. Beam cooling and related topics, Montreux, Switzerland, 1993, p. 169

13.Лапик P.M., Мешков И.Н., Поляков B.H., Селезнев И.А., Смирнов A.B., Сыресин Е.М., Боссер Ж., Лей Р., Транквиль Ж. Электронная пушка с регулируемым током. Стендовые испытания и первые эксперименты. Препринт Института ядерной физики СО РАН 93-78, Новосибирск, 1993.

14.Ступаков Г.В., Сыресин Е.М. Формирование облака осциллирующих электронов в диоде с тонкой анодной фольгой. Физика плазмы, 1986, т. 12, N1

15.Bosser J., Meshkov I., Mohl D., Parkhomchuk V., Syresin E., Tranquille G. Neutralisation of the LEAR-ECOOL electron beam space charge. CERN PS/AR Note 93-08, 1993

16.3авражнов M.A., Лапик P.M., Мешков И.Н., Поляков В.Н., Селезнев И.А., Смирнов A.B., Сыресин Е.М., Боссер Ж., Транквиль Ж. Измерение поперечной энергии электронов в интенсивных холодных пучках. Препринт Института ядерной физики СО РАН 93103, Новосибирск, 1993.

17.Мешков И.Н., Поляков В.Н., Селезнев И.А., Смирнов A.B., Сыресин Е.М. Коллектор типа цилиндра Фарадея с транспортировочным электродом. Препринт ИЯФ СО АН СССР 93-79, Новосибирск.

18.Agishev S.A., Bykovsky V.F., Meshkov I.N., Parkhomchuk V.V., Poljakov V.N., Seleznev I.A., Smirnov A.Y., Syresin E.M., Zapunyako A.M., Zavraznov A.M. Electron cooling system of the K4-K10 complex. Heavy ion Physics Scientific report 1991-1992, JINR Dubna, 1992,E7-93-57,Dubna. 1993, p.311

19.Malyshev O.N., Oganessian Yu.Ts., Rodin A.M., Sidorchuk S.I., Sokol Ye. A., Stepantsov S. V., Ter-Akopian G. M., Timakov V.A., V.l., Parkhomchuk V. V., Sery A.A., Shiltsev V.D., Meshkov I.N., Syresin E. M., Belov V.P., Makarov A.A., Shuckeylo I.A., Severgin Yu.P., Tarovik M.N. Present status and future development of the K4-K10 Heavy ion Storage ring Complex Heavy ion physics. Scientific report 1991-1992. E7-93-57, Dubna 1993, p.303,

20.Gorshkov V.A., Malyshev O.N., Oganessian Yu.Ts., Popeko G.S., Rodin A. M., Sagaidak R.N., Sarantsev V. P., Sidorchuk S.I., Sokol Ye. A., Stepantsov S. V., Ter-Akopian G. M., Timakov V.A. , Averbukh 1.1., Cherepanov V.P., Dementiev Ye. N., Kalinin A.M., Kudelainen V.l., Parkhomchuk V. V., Skrynsky A.N., Zelenin A.M., Byckovsky V.F., Lapik R.M., Meshkov I.N., Syresin E. M., Belov V.P., Makarov A.A.,

Shuckeylo I.A., Severgin Yu.P., Tarovik M.N. K4-K10 Project. TREBLe: two rings exotic beam laboratory. Proc. Inter. School - seminar on heavy ion physics, Dubna, 1993, vol.2, p.417

1.Bosser J., Ley R., Molinari G., Tranquille G., Varenne F., Meshkov I., Poljakov V., Smirnov A., Syresin E. Electron Cooling With Neutralised Electron Beams. Fourth European Particle Accelerator Conference. London, 1994, vol.1, p.1211-1213.

2.Malyshev O.N., Meshkov I.N., Oganessian Yu.Ts., Rodin A.M., Sidorchuk S.I., Sokol Ye. A., Stepantsov S. V., Syresin E. M., Ter-Akopian G. M., Timakov V.A.. One ring mode of the storage ring complex K4-K10. Proc. EPAC. London, 1994, vol.1, p.52

3.Быковский В.Ф., Лапик P.M , Мешков И.Н., Поляков В.Н., Смирнов А.В., Степашкин О.Г., Сыресин Е.М., Боссер Ж., Лей Р., Транквиль Ж. Развитие техники электронного охлаждения. Труды 14-ого совещания по ускорителям. Протвино, 1994, т.1, с.5.

l.Malyshev O.N., Meshkov I.N., Oganessian Yu.Ts., Rodin A. M., Sarantsev V. P., Sidorchuk S.I., Stepantsov S. V., Syresin E. M., Ter-Akopian G. M., Timakov V.A., Parkhomchuk V. V., Skrynsky A.N. K.4-K10 Project. TREBLe: two rings exotic beam laboratory. Proc.II Inter. Symp. on nuclear physics and storage rings. S.Petersburg, 1994 ».Syresin E. Comments about November 94 LEAR experiments and CAPT Test Bench experiments. CERN/PS/AR Note 94-24, Geneva, Switzerland, 1994

i.Bosser J., Caspers F., Chanel M., Ley R., Maccaferri R., Mauri S., Meshkov I., Poljakov V., Smirnov A., Stepashkin O., Syresin E., Tranquille G., Varenne F. Neutralization of the LEAR Electron-cooling Beam: Experimental Results. The Particle Accelerator Conference, Dallas, USA, 1995. Preprint CERN/PS 95-17(AR), Geneva, Switzerland, 1995. .Bosser J., Lapik R., Ley R., Meshkov I., Poljakov V., Seleznev I., Smirnov A., Syresin E., Tranquille G., Zapunjako A., Zavrazhnov M. The variable current gun: the parameter tests and the results of the first electron cooling experiments at LEAR. Nucl. Instr. and Meth., A355, 1995, p.208-222.

.Bosser J., Mauri S., Meshkov I., Mohl D., Mustafin E., Syresin E., Varenne F., Zenkevich P. Stability condition for a neutralised electron cooling beam. Proc. РАС. Dallas, USA, 1995, CERN/PS/AR 95-18 .Bosser J., Ley R., Molinari G., Tranquille G., Varenne F., Meshkov I., Poljakov V., Smirnov A., Syresin E. Electron Cooling With Neutralised Electron Beams. Heavy ion physics. Scintific report 1993-1994 of FLN.Dubna, 1995

,E. Syresin The secondary electron in the electron cooling system. CERN/PS/AR Note 95-14, 1995

Bosser J., Korotaev Y., Ley R., Maccaferri R., Meshkov 1., Molinary G., smirnov A., Syresin E., Tranquille G., Varenne F. The experimental

study of the electron beam neutralisation. The 11 th International Advanced ICFA Beam Dynamics Workshop on Beam Cooling & Instability Damping, p.14 Dubna, 1996

32.Baird S., Bosser J., Carli C., Chanel M., Ley R., Maccaferri R., Maury S., Meshkov I., Mohl D., Molinary G., Syresin E., Tranquille G., Varenne F. Injection, Storage and Cooling Test of РЬ53+>54+ and 55+ Ions in LEAR. Geneva, 1996. Preprint/CERN/PS/AR/Note 96-08.

33.Meshkov I., Mustafin E., Syresin E., Zenkevich P. Stationary parameters of neutralised electron cooling system. The 11 th International Advanced ICFA Beam Dynamics Workshop on Beam Cooling & Instability Damping. Dubna, p.15 ,1996

34.Коротаев Ю. В., Мешков И. H., Петров А. ЛСмирнов А.В., Сыресин Е.М., Боссер Ж., Лей Р., Транквиль Ж. Методы подавления пучково - дрейфовой неустойчивости в нейтрализованном электронном пучке. XV Совещание по ускорителям заряженных частиц, с.64. Протвино, 1996

35.Baird S., Bosser J., Broere J., Carli C., Chanel M., Ley R., Lombardi A., Maccaferri R., Maury S., Meshkov I., Mohl D., Molinary G., Mulder H., Syresin E., Tanake E., Tranquille G., Varenne F., Recent results on lead-ion accumulation in LEAR for the LHC. The 11 th International Advanced ICFA Beam Dynamics Workshop on Beam Cooling & Instability Damping. Dubna, p.21 ,1996, Preprint/CERN- PS/97-03, 1997

36.Caspers F., Korotaev Y., Meshkov I., Petrov A., Rao Y., Smirnov A., Syresin E., Varenne V., Yang X. Diagnostics of the neutralised beam on the JINR test bench. The 11 th International Advanced ICFA Beam Dynamics Workshop on Beam Cooling & Instability Damping. Dubna, 1996

37.Bosser J., Korotaev Y., Ley R., Maccaferri R., Meshkov I., Moehl D., Molinary G., Smirnov A., Syresin E., Tranquille G., Varenne F. The active methods of instability suppression in a neutralised electron beam. The 11 th International Advanced ICFA Beam Dynamics Workshop on Beam Cooling & Instability Damping, p. 15 Dubna, 1996

38.Syresin E. The parameters of the secondary electrons in the electron cooling system. The 11 th International Advanced ICFA Beam Dynamics Workshop on Beam Cooling & Instability Damping, p. 16 Dubna, 1996

39.Bosser J., Korotaev Y., Ley R., Maccaferri R., Meshkov I., Molinary G., Smirnov A., Syresin E., Tranquille G., Varenne F. The Experimental Study of the Neutralised Electron Beam for Electron Cooling. 5 th EPAC, p. 1193, Barselona, Spain, 1996

Рукопись поступила в издательский отдел 25 марта 1997 года.