Многоканальная ускоряющая структура с токопроводящими кольцами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.20 ВАК РФ

На правах рукописи

Струков Юрий Николаевич

МНОГОКАНАЛЬНАЯ УСКОРЯЮЩАЯ СТРУКТУРА С ТОКОПРОВОДЯЩИМИ КОЛЬЦАМИ.

01.04.20 - физика пучков заряженных частиц и ускорительная

техника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Автор:

Москва 2005

Работа выполнена в Московском инженерно-физическом институте (государственном университете)

Научный руководитель Профессор, доктор технических наук

Шальнов Александр Всеволодович

Официальные оппоненты Доктор технических наук,

Плотников Сергей Валентинович Кандидат технических наук, Громов Евгений Владимирович

Ведущая организация Московский радиотехнический институт РАН

Защита состоится "6" июня 2005г. в 14°° часов на заседании диссертационного совета Д.212.130.01 в К-608 в МИФИ по адресу: Г. Москва, Каширское ш. 31, тел. 324-84-98, 323-91-67

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИФИ.

Просим принять участие в работе диссертационного совета или прислать отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью организации

Автореферат разослан Учёный секретарь диссертационного совета к.т.н., доцент

мая 2005г.

И.С. Щедрин

2.оо^-Ч

1ЧН6-

1. Общая характеристика работы 1.1. Актуальность темы.

Развитие современной ядерной физики немыслимо без использования ускорителей заряженных частиц. При создании линейных резонансных ускорителей (ЛУ) заряженных частиц приходится учитывать ряд факторов, являющихся практически общими для всех ускорителей независимо от режима, вида ускоряемых ионов и типа ускоряющей структуры, а также различиями в выходной энергии, токах ускоренных пучков.

При создании любого ускорителя, помимо характеристик пучка - энергия, ток, энергетический и фазовый спектры, которые определяются назначением ускорителя, приходиться решать ряд технических вопросов, таких, как: выбор рабочей длины волны Хо; эффективность ускоряющей структуры (УС); вид фокусировки, энергия инжекции; геометрические размеры ускоряющей секции; электрическая прочность структуры, ее технологичность, допуски как на точность изготовления, так и высокочастотные параметры, стоимость. Эти вопросы взаимосвязаны и их окончательное решение зависит от конкретного использования ускорителя.

В течение последних десятилетий внимание ученых в области ускорительной техники привлекают ЛУ заряженных частиц на малые энергии, в основном до 10-20 МэВ, при этом ускоритель стал

незаменимым прибором для прикладных исследований в области медицины, биотехнологии, микроэлектроники и энергетики.

Следует отметить, что с применением ускорителей в промышленности, медицине возрастают требования на величину тока пучка и на тип ускоряемых частиц. При создании и самостоятельном использовании ускорителя на малые энергии возникает ряд специфических проблем, из которых основными являются: выбор эффективной ускоряющей структуры, простота ее изготовления, относительно невысокая стоимость, малый занимаемый объем и небольшие эксплуатационные расходы.

Повышение интенсивности пучков ускоряемых ионов только за счет совершенствования методов ускорения и фокусировки имеет определенный предел. Одним из путей улучшения технико-экономических характеристик (ТЭХ) ЛУ является переход от использования обычной системы Альвареца-Блюэтта к кольцевым и многоканальным УС. Под ТЭХ подразумевается то, что УС должна иметь высокую эффективность, техническую реализацию мер для фокусировки пучка, возможность получения больших токов ускоренных частиц, усовершенствование узла генерации ускоряющего ВЧ-поле.

Отличительной особенностью многоканальных ускорителей над одноканальными вариантами является возможность повышения тока ускоренных частиц за счет обеспечения идентичных условий

взаимодействия ускоряемых пучков с ВЧ полем в пространственно разнесенных каналах. Выбор длины волны X и размеров ускоряющих электродов позволяет получить хорошую однородность распределения ускоряющего поля.

Переход к многоканальным ускоряющим структурам (МУС) позволяет формировать пучок ускоренных ионов с большим током, чем в обычных одноканальных структурах, а также использовать электронный пучок для генерации ускоряющего ВЧ-поля в ускорителе, что позволит отказаться от использования громоздких, дорогостоящих и энергоемких узлов: ВЧ-генератора, систем подводящего ВЧ-тракта.

Создание многоканальных ЛУ ионов позволяют решить следующие проблемы:

-формирование больших полей облучения с достаточно высокой степенью равномерности распределения плотности зарядов; -повышение интенсивности потока ускоренных частиц на выходе ЛУ; -формирование интенсивных пучков заряженных частиц с заданным значением фазовой плотности и яркости.

Решение этих трех проблем позволяет сделать вывод в пользу

МУС.

В связи с этим возникает необходимость в разработке малогабаритных, относительно дешевых и простых конструкций ионных линейных ускорителей. За последние годы теория МУС

значительно расширена и уточнена. Появились новые интересные идеи, апробированные в лабораториях, а также построены или запущены в эксплуатацию как одноканальные, так и многоканальные малогабаритные сильноточные ЛУ ионов нового поколения на основе применения Н-структур.

1. Линейный резонансный ускоритель протонов с ассиметричной фазопеременной фокусировкой (АФПФ), г. Москва, МИФИ.

2. Ускоритель-имплантер ионов с ФПФ, г. Дубна, ОИЯИ (для ускорения одно- и двухзарядных ионов от бора до сурьмы).

3. Ускоритель с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой (ПОКФ) ТИПр-1, г. Москва, ИТЭФ (для ускорения двухзарядных ионов ксенона).

4. Малогабаритный линейный ускоритель дейтронов с сеточной фокусировкой, г. Харьков, ХФТИ.

5. Ускоряющая структура для ускорения тяжелых ионов под названием "Муравей", г. Харьков, ХФТИ.

Необходимо отметить, что переход с Е-моды на Н-моду колебаний дает следующие преимущества:

1. При неизменной длине волны Н-структуры имеют поперечные размеры в 3-4 раза меньше, чем в традиционных ускоряющих системах (А.=5-6В вместо Х=1 .ЗБ на волне Еою).

2. При одинаковом значении напряженности электрического поля в зазоре поперечные размеры резонатора уменьшаются в п раз.

3. Приведенные соображения пп1.,2. при неизменной длине волны позволяют уменьшить объем резонатора более чем в 30 раз.

4. Увеличение длины волны позволяет понизить энергию инжекции до нескольких десятков кэВ, что приводит к уменьшению габаритов инжектора и позволяет уменьшить энергопотребление, упростить эксплуатацию ускорителя и уменьшить занимаемую площадь.

В настоящее время идеи многоканального ускорения получают все большее признание и развитие.

Несмотря на очевидный прогресс в разработке малогабаритных сильноточных МУС, следует отметить небольшое число исследовательских работ самих УС. Поэтому на данный момент представляет интерес разработка сильноточного многолучевого малогабаритного ускорителя, численный расчет рассматриваемой структуры и исследование основных рабочих характеристик: резонансная частота, добротность, распределение электрического поля вдоль оси резонатора УС.

Для проведения экспериментальных работ по изучению вопросов, связанных с ускорением сильноточных пучков тяжелых ионов, в МИФИ были сконструированы, изготовлены и исследованы макеты МУС штыревого типа с одним и двумя кольцами трубок дрейфа (ТД) по радиусу токопроводящих колец (ТК) для ЛУ тяжелых

ионов с АФПФ на малые энергии, работающие соответственно на частотах 150 МГц и 114 МГц.

1.2. Цель диссертации.

1. Выбор и анализ УС используемых в промышленных ускорителях тяжелых ионов.

2. Создание и исследование МУС с возможностью ускорения большого количества интенсивных пучков для линейного ускорителя как легких ионов (протоны, дейтроны, ионны гелия), так и тяжелых ионов для которых отношение массового числа к заряду не выше 5 (А/Ч<5).

3. Создание новой конструкции многоканальной ускоряющей Н-структуры с АФПФ.

4. Проведение и сравнение полученных экспериментальных данных с расчетными величинами.

1.3. Научная новизна отражена в следующем:

1. Впервые предложена модифицированная МУС с АФПФ на основе резонатора штыревого типа с рабочей модой колебаний Н2ц, позволяющая ускорять одновременно несколько интенсивных пучков тяжелых ионов, с суммарным током от нескольких десятков мА до нескольких ампер. Патент № 2183390 Р.Ф. г. Москва, 2001 г.

2. На основе численного расчета получены значения электродинамических параметров МУС с использованием ЭМП Н-типа.

3. Показаны преимущества модифицированной МУС по увеличению рабочей длины волны без изменения поперечных геометрических параметров УС.

4. Показано, что увеличение рабочей длины волны позволяет понизить энергию инжекции и применять предложенные структуры для ускорения тяжелых малозарядных ионов.

5. Впервые проведено электромагнитное моделирование УС, в результате которого были получены собственные резонансные частоты УС, распределения магнитного и электрического полей на ТК и ТД, поверхностных токов в структуре, а также картины распределения ускоряющего поля в зазорах как по радиусу в ускоряющем зазоре, так и вдоль оси Ъ для каждого канала.

6. Впервые проведены экспериментальные работы по исследованию МУС и ММУС, в результате чего были получены значения рабочих частот структур, добротности и распределения электрического поля по оси Ъ для каждого канала.

7. Проведено сравнение результатов численного расчета и эксперимента, показывающее удовлетворительное совпадение.

1.4. Достоверность научных положений, выводов

подтверждается следующим:

- Проведенным сопоставлением и полученным соответствием результатов расчета и эксперимента для двух предложенных УС.

- Показано, что разработанные модели и их расчет с достаточной степенью достоверности описывают процесс ускорения '; сильноточных интенсивных пучков в ЛУ тяжелых ионов.

- Результаты теоретического, численного расчетов имеют хорошее соответствие с экспериментальными данными для конкретных моделей МУС по рабочим частотам.

1.5. Практическая ценность и внедрение результатов работы состоит в следующем:

1. Разработан алгоритм расчета многолучевых ускорителей тяжелых ионов.

2. Получены расчетные и экспериментальные данные для нескольких конструкций исследуемых структур.

3. Разработана ускоряющая структура для практического использования.

1.6. Основные научные результаты выносимые на защиту:

1. Разработанную конструкцию модифицированной МУС с АФПФ на основе резонатора штыревого типа с рабочей модой колебаний Н211, для ускорения нескольких интенсивных пучков

Щ

тяжелых ионов, с суммарным током от десятков мА до нескольких ? ампер. Патент № 2183390 Р.Ф. г. Москва, 2001 г.

2. Результаты расчета ВЧ параметров МУС с использованием ЭМП Н-типа таких, как шунтовой импеданс, резонансные частоты УС, добротность структур время заполнения резонатора ВЧ мощностью То.

3. Значения параметров суммарного тока в МУС и ММУС при постоянном поперечном размере резонатора (диаметр резонатора 40см) при токе в каждом канале 1к-10мА. 1МуС=41к, 1ммус=81к-

4. Результаты электромагнитного моделирования ускоряющих структур, в частности, получены зависимости распределения напряженности электрического поля Е2 по ускоряющему зазору на оси канала и по радиусу в ускоряющем зазоре, собственные резонансные частоты УС, распределения поверхностных токов в структуре.

5. Результаты эксперимента по определению добротности, эффективного шунтового сопротивления, резонансной длины волны

для МУС и ММУС и их сравнение с расчетными данными, показывающие удовлетворительные совпадения.

Расчет

МУС: ЯшаФФ =30.0 МОм/м, С>=1021, Хр=2Лм. ММУС: 11ш.эфф=24.3 МОм/м, 0=1130, Хр=3.2м.

Эксперимент МУС: КШ Эфф=27.0 МОм/м, С>=800±21, Хр=2.0 м. ММУС: 11ш.эфф=23.0 МОм/м, С>=800±38, Хр=2.63 м.

6. Вариант конструкции для монтажа и юстировки МУС и ММУС.

1.7. Апробация работы и публикации.

Основные результаты и выводы, включенные в диссертацию, докладывались на научных конференциях

- Научные сессии МИФИ «МИФИ - 2001», «МИФИ -2002»,«МИФИ - 2004».

- Международном совещании по линейным ускорителям заряженных частиц, Алушта, Крым (2001,2003).

- Совещание по ускорителям заряженных частиц в Протвино (2000).

1.8. Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем диссертации составляет 131 страницы, в том числе 37 рисунков, 3 таблиц и библиография, включающая 186 наименований.

2. Краткое содержание работы.

Для линейного резонансного сильноточного ускорителя ионов на малые энергии с электромагнитным полем типа Нгп, были сконструированы, изготовлены и исследованы МУС (с одним кольцом ТД по радиусу ТК) и ММУС (с двумя кольцами ТД по радиусу ТК), которые позволяют ускорять интенсивные пучки, рис. 1.

Рис.1. Ускоряющие структуры штыревого типа с ТК (МУС - слева и

ММУС - справа). Ускоряющие структуры представляют собой резонатор,

нагруженный токопроводящими кольцами с симметрично

установленными в них трубками дрейфа, которые крепятся посредствам металлических держателей, сдвинутых относительно друг друга на 90°. В предложенной модифицированной структуре ММУС добавление ТД по радиусу ТК, по сравнению со структурой МУС приводит к увеличению межэлектродной емкости и суммарной индуктивности колебательного контура или к увеличению длины волны X, а также к возрастанию области захвата частиц и значительному увеличению суммарного тока ускоряемых пучков.

Для производства трековых мембран в биотехнологии необходимо ускорение ионов вольфрама при импульсном токе порядка единиц мА, а в целях энергетики по проекту термоядерной установки в Лос-Аламосе может потребоваться ускорение сверхтяжелых ионов, вплоть до ионов урана, при импульсном токе порядка нескольких сотен мА.

Для устойчивого движения ионов было предложено использовать АФПФ, которая благодаря простоте реализации не приводит к значительному усложнению конструкции и позволяет достичь высокий темп ускорения, достаточно высокое значение ускоряемого тока.

Таким образом, в предложенных УС для ускорения тяжелых частиц на малые энергии решаются следующие задачи: первая-ослабление влияния пространственного заряда ускоряемых частиц;

вторая- уменьшение энергии инжекции; третья- повышение эффективности взаимодействия частиц с ускоряющим полем.

При возбуждении МУС и ММУС в них возникают высокочастотные колебания, причем, в точках крепления металлических держателей к корпусу резонатора образуются узлы напряжения, а вдоль потенциальных проводников устанавливается напряжение, изменение амплитуды которого близко к синусоидальному, причем, на любых двух соседних потенциальных проводниках напряжения находятся в противофазе. Поскольку металлические держатели соседних колец взаимно перпендикулярны, точка с максимумом ВЧ потенциала каждого кольца расположена напротив точки с минимумом потенциала соседних колец, в результате чего разность потенциалов между трубками дрейфа, расположенными вдоль окружности, остается постоянной. При этом в отличие от известных структур, таких как:

- ускоряющая структура на основе спиральных полуволновых вибраторов с ФПФ для ускорения легких ионов (энергия инжекции около 100 кэВ, выходная энергия 3-5 МэВ, Х=1,5-2м),

- ускоряющая структура МЕ(}АЬАС и РОМ-МЕ(5АЬАС с квадрупольными линзами в ТД, энергия инжекции 500-700 кэВ,

- многоканальный ускоряющий Н-резонатор с АФПФ для ускорения 7-ми пучков тяжелых ионов,

многоканальная ускоряющая структура на основе двухпроводного резонатора для ускорения тяжелых ионов (ионов аргона) с АФПФ,

многоканальная ускоряющая структура с 9 четвертьволновыми вибраторами на основе многопроводного резонатора для ускорения тяжелых ионов с ПОКФ, 1

для формирования области ускоряющих полей используется большая часть резонансного элемента (вся окружность кольца), что позволяет минимизировать паразитные емкости, снизить бесполезные ВЧ потери на электродах и повысить эффективность МУС. Структура магнитного поля на рабочем виде колебаний имеет квадрупольную симметрию. Силовые линии электрического поля направлены вдоль оси резонатора, имеют противоположное направление в соседних секторах, образованных резонатором, потенциальными электродами и металлическими держателями, и замыкаются в точках крепления резонатора и ТК. Это обеспечивает сильную связь резонансных элементов и высокую добротность резонатора в целом.

Описанный принцип действия и варианты конструкций делают предложенные ускоряющие структуры, обладающие небольшими поперечными размерами, пригодными для одновременного ускорения нескольких параллельных пучков ионов в каждом канале.

В работе для МУС и ММУС показано, что:

- обеспечивается условие идентичности распределения электромагнитного поля в областях взаимодействия его с ускоряемыми пучками в поперечном сечении ускоряющего зазора,

- взаимным влиянием пучков можно пренебречь.

Для предложенных структур сохраняется азимутальная симметрия конструкции.

На первом этапе работы необходимо было решить вопрос о работоспособности МУС и ММУС на заданном виде колебаний. Для этого были проведены численный расчет и эксперимент.

Расчет был проведен для стационарного режима. Резонатор был представлен в виде колебательного контура с сосредоточенными параметрами, состоящего из п-го числа ячеек контура, рис.2,3.

1 I

Щ

т

я,

щю

Г м^Н*

1и

■Ь2

=гс5

Рис.2. Резонатор на контуре Рис.3. Эквивалентная схема

с сосредоточенными параметрами. с источником питания.

Рассмотрение переходного процесса при расчете параметров линейной электрической цепи было проведено для после коммутационного периодического режима (при 1=0+), установившегося в рассматриваемом резонаторе, применив операторный метод. При этом расчет электротехнических параметров структуры был выполнен в предположении выполнения следующих условий, а именно: при нулевых начальных условиях, т.е. значения токов в ветвях, содержащих индуктивные элементы, и значение напряжения на конденсаторе равны тем значениям, которые они имели до коммутации при 1=0., а остальные токи и напряжения после коммутации при 1=0+ были найдены при помощи метода контурных токов из уравнений Кирхгофа.

Таким образом, при расчете переходного процесса в линейной электрической цепи операторным методом был получен алгоритм решения для нахождения ВЧ токов и напряжений, протекающих в элементах цепи. Так расчет индуктивности ячейки (отдельной части резонатора с ТК без ТД и металлического держателя) был проведен методом, основанный на теории аналитических функций, для которого решение составляется из частных решений - основного (функция возбуждения) и дополнительного (с коэффициентами, подобранными для удовлетворения граничных условий). При этом, важным моментом рассмотрения плоских магнитных полей является поле двухпроводной линии, параллельной оси х, которое выражается

только одной компонентой А2(х, у)^0 векторного потенциала А. Также было учтено то, что заряды распределены с равномерной плотностью вдоль проводников, параллельных оси г, тем самым, векторный потенциал Аг при переходе из области, свободной от токов в область, через которую течет ток, изменяется непрерывно.

Магнитная энергия системы параллельных проводников с током была найдена из предположения, что сумма токов всех проводников системы равна нулю в любом ее поперечном сечении. Преимуществом данного предположения является то, что в этом случае требуется интегрирование лишь по той части плоскости поперечного сечения, где 0. Расчет величин был проведен для полного сцепления магнитного потока между индуктивными элементами КсВ=1, после чего были аналитически определены резонансные частоты МУС и ММУС.

Расчет ВЧ параметров УС с заданной геометрией был проведен без учета нагрузки током и в предположении, что выполняются следующие условия. УС является периодической, т.е. состоит из нескольких однородных участков. Ячейка состоит из одного ТК с ТД и соответствующей емкости ускоряюще-фокусирующего канала. Все ячейки структуры одинаковы и, следовательно, имеют одинаковые резонансные частоты, добротности и шунтовые сопротивления. Была получена дисперсионная зависимость приведенной фазовой скорости Рф от

длины волны X цепочки резонаторов (одиночных контуров CL)

связанных взаимной индукцией. При расчете были получены

следующие величины: шунтовой импеданс структуры, добротность,

время заполнения ВЧ мощностью резонатор, длина волны, т.е.

Для МУС: Z=30.0 МОм/м, Q=1021, Т0=7.04 мкс, Хр=2.1 м;

Для ММУС: Z=24.3 МОм/м, Q=1130, Т0=Ю.З мкс, Хр=3.2 м. '

Численное моделирование было проведено, используя < программу "Microwave Studio", которая является инструментом для имитации высокочастотных приложений или моделирования СВЧ устройств (в области электромагнитного моделирования), работающим во временном, частотном и автономном режимах и представленная в версии 4.3. Данный пакет программ сочетает удачную комбинацию метода конечных интегралов (FI) и метода аппроксимации для идеальных граничных условий (Perfect Boundary Approximation, РВА). Программа использует также метод, который требует разбиения всего пространства на дискретные ячейки (сетку).

Результаты расчета резонансной частоты ускоряющей структуры и распределение ЭМП волны типа Нгп были проведены для заданной геометрии структуры и представлены в графическом и г текстовом форматах, в частности на рис.4,5,6,7,8. Значения

>

расчетных резонансных частот для УС МУС fpi=157Mrn и ММУС fP2=l 18МГц. На рис.4, приведена зависимость напряженности ускоряющего поля вдоль оси Z для каждого канала в МУС. На рис.5

показана зависимость напряженности ускоряющего поля вдоль оси Ъ для каждого канала в ММУС.

Из рис.4 и 5 видно, что конфигурация распределения напряженности электрического поля по оси канала в МУС и ММУС идентична.

Е, В/и

7.3е-КХ)6 5е-КЮ6

-5.7е-НЮ6

-4-4 \ I г Л-

И 11!

ось пролетных каналов

2, см

10 20

30

40 50

первая вторая третья четвертая

та тд ТД та

Рис.4.3ависимость напряженности ускоряющего поля вдоль оси Ъ для

каждого канала в МУС.

Е,В(м

104009

5в-Ю06

-56+006

-1е+оа7

10 20 трем пора! 1™ чгаергм ТД тд та Тд

Рис.5. Зависимость напряженности ускоряющего поля вдоль оси Ъ

для каждого канала в ММУС.

На рис. 6. и 7. показано распределение электрического поля Ег по радиусу в ускоряющем зазоре для МУС и ММУС при различных диаметрах ТД. Из рис.7, видно, что при увеличении диаметра ТД происходит провисание электрического поля на оси ТД и незначительно понижается напряженность поля.

Е.ВЬ

аожт

3.&-НЮ6

-125 -75 в 75 12.5 цоытр

ПММ

ТД

Рис.б.Распределение электрического поля Е2 по радиусу в ускоряющем зазоре для МУС.

Е, В/м

1(+007 9е+00б 8«+00б 7«+006 б(+006 5«+00б ♦е+006 3«+00б 2е+00б

-30 -33 -10 О Ш 3 3] центр ТД

О Т. А . ММ

Рис.7.Распределение электрического поля Е2 по радиусу в ускоряющем зазоре для ММУС при большем диаметре ТД.

При расчете УС были получены собственные резонансные частоты структур, распределения магнитного и электрического полей на ТК и ТД, распределения напряженности ускоряющего поля Ег как по длине структуры рис.4., рис.5, так и по радиусу в ускоряющем зазоре при различных диаметрах ТД рис.6., рис.7., а также распределение поверхностных токов в структуре, где показаны участки структуры, на которых локализована максимальная напряженность электрического поля. Распределение поля, поверхностных токов в структуре и его характер распределения показаны стрелками рис.8.

Рис.8. Распределение поверхностного тока в общем виде.

Время счета для каждого случая составило порядка 10-15 минут, количество мод (тип электромагнитных колебаний) для нахождения основной моды, соответствующей типу колебаний Н211, было выбрано равным 15 в заданном диапазоне частот от 50 до 200 МГц, с числом п разбиений всего пространства на дискретные ячейки (сетку) равным примерно 6-105.

Экспериментальное исследование было проведено методом малых возмущений (ММВ), который обладает наглядностью полученных результатов и простотой проведения эксперимента. ММВ позволяет производить раздельные измерения любых компонентов ЭМП и их проекций на выбранные оси координат в любой точке исследуемого объекта. Регистрируемой величиной данного метода является изменение резонансной частоты исследуемого резонатора.

Распределение электрического поля в ускоряющих зазорах поводилось с помощью возмущающего тела в виде тонкого медного цилиндра диаметром 1.5 мм и длиной 5.5 мм. Формфакторы тела были взяты из работы по созданию МУС для ЛУ однозарядных ионов аргона. '

Практическая реализация ММВ была осуществлена, используя прибор АЫАЬАгЕЯ рис.9., принцип работы которого основан на применении схемы следящего автогенератора.

Т, Г-1.-1Щ- 1 1 л

г ^-'Т ** □ П

RS422

Рис. 9. Блок-схема измерительного стенда.

1 - векторный анализатор цепей Vector Network Analyzer модели 8753ЕТ фирмы Agilent, 2 - персональный компьютер, 3 - исследуемый резонатор, 4 - петли возбуждения, 5 - возмущающее тело, 6 - тонкая диэлектрическая леска, 7 - шаговый двигатель, 8 - контроллер.

Достоинством прибора ANALAZER является высокая стабильность частоты автоколебаний, обусловленная уменьшением электромагнитной связи резонатора с активным элементом, и, как следствие, увеличением нагруженной добротности структуры. Данный прибор работает в диапазоне частот от 3 кГц до 3 ГГц, обладает свойством слежения за резонансной частотой исследуемого резонатора, что делает выгодным и незаменимым его использование

для автоматических измерений напряженности полей и других характеристик УС линейных ускорителей, а также точно регистрирует малые смещения резонансной частоты исследуемого объекта.

Был изготовлен макет резонатора МУС и ММУС для

измерений на низком уровне мощности и предварительной настройки. Длина макета, число и размеры ТК и ТД, а также медных держателей были выбраны произвольно. Были определены рабочие резонансные частоты для каждой УС с учетом емкостной нагрузки ТД равные соответственно fpl=150MГц и ГР2=114МГц, а также добротность структур С>=800±21, С)=800±38. Приведена зависимость распределения напряженности электрического поля в ускоряющем зазоре рис.10.

!

*

О

первая ТД

2

4

ускоряющий зазор

6

вторая ТД

В

Рис.Ю.Зависимость распределения напряженности электрического поля в ускоряющем зазоре.

ТК изготовлены из нержавеющей стали, после чего были покрыты медью. Предварительные расчеты показали, что толщина скин-слоя должна составлять 9-12 мкм соответственно для МУС и ММУС. Было решено нанести слой 15 мкм. Для точной юстировки ТК и ТД была предложена конструкции в виде набора металлических стержней закрепленных с двух сторон металлическими пластинами, после чего каждое кольцо с ТД было закреплено на предложенной конструкции. Жесткость посадки ТД была обеспечена, во-первых, тем, что отверстия в ТК были просверлены по пятому классу точности (диаметр отверстия в кольце Б=14Н12, диаметр ТД 0=141112), во-вторых, на боковой поверхности кольца были просверлены отверстия для крепежа винтами ТД. Ошибка эксперимента составила 4%, а погрешность эксперимента и расчетов по частоте составила 6%.

Описанные выше измерения ВЧ характеристик МУС и ММУС показали, что при выполнении определенных вполне реализуемых требований к допускам при изготовлении МУС возможно использование п-го количества каналов для одновременного ускорения в них пучков ионов с повышенным током.

3. Основные результаты работы.

Основные результаты диссертации могут быть сформулированы следующим образом:

1. Предложена модифицированная многоканальная ускоряющая структура с АФПФ на основе резонатора штыревого типа с рабочей модой колебаний Н211, Для ускорения нескольких интенсивных пучков тяжелых ионов, с суммарным током от десятков мА до нескольких ампер.

2. Результаты расчета ВЧ параметров МУС и ММУС. Получены аналитические выражения для индуктивности ячейки, состоящей из отдельной части резонатора, ТК с ТД и медного держателя, общей емкости пространства взаимодействия, собственных резонансных частот резонатора. Приведены радиотехнические параметры структур, такие, как шунтовой импеданс Ъ, добротность структур <3, время заполнения резонатора ВЧ мощностью То, резонансная длина воны Хр.

Для МУС: 2=30.0 МОм/м, (3=1021, Т0=7.04 мкс, ХР=2Л м; Для ММУС: г=24.3 МОм/м, 0=1130, Т0=Ю.З мкс, Я.р=3.2 м.

3. Показаны преимущества многоканальных структур по достижению суммарного тока в структурах без изменения поперечных геометрических параметров ускоряющих структур при диаметре резонатора 40 см. Для МУС число каналов 4, Суммарный-40мА, для ММУС число каналов 8,1суммарный=80мА.

4. Проведено электромагнитное моделирование ускоряющих структур, в результате которого были получены собственные резонансные частоты ускоряющих структур для МУС fpl=157MГц и

ММУС fp2=l 18МГц, распределения магнитного и электрического поля на ТК и ТД, поверхностных токов в структуре. Приведены зависимости распределения напряженности электрического поля Ez по ускоряющему зазору на оси канала и по радиусу в ускоряющем зазоре. Полученный тип колебаний ЭМП Н211 и его характер распределения в структуре, совпадает с расчетами полученными раннее, свидетельствующими о достоверности знакочередования потенциалов на индуктивных элементах в виде направления векторов поверхностного тока, характера распределения силовых линий электрического поля, наличии квадрупольной симметрии магнитного поля.

5. Проведены экспериментальные работы по исследованию МУС и ММУС. Получены добротности Qmyc=800± 21 и Qmmyc=800± 38, рабочие частоты структуры для МУС ГР1=150МГц, ММУС fP2=l 14МГц, эффективные шунтовые сопротивления для МУС 11ш.эфф=27.0 МОм/м, ММУС Ишэфф=23.0 МОм/м, а также картины распределения ускоряющего поля по оси Z для каждого зазора. Приведена зависимость распределения напряженности электрического поля в ускоряющем зазоре, где показано, что конфигурация электрических полей в ускоряющих зазорах как для МУС так и для ММУС, идентична, а небольшие различия амплитудных значений не превышают нескольких процентов, что вызвано, по-видимому, погрешностями, допущенными при

изготовлении и юстировке структуры и погрешностями при измерении. Предложена конструкция для точной юстировки ТК и ТД. Отмечено, что совпадение расчётных значений частот и экспериментальные результаты удовлетворительно согласуются (не хуже 6%).

Результаты работы показывают, что поставленные цели по расчету, конструированию и исследованию макета МУС штыревого типа с одним и двумя рядами трубок дрейфа (ТД) по радиусу токопроводящих колец (ТК) для ЛРУ тяжелых ионов с АФПФ на малые энергии, работающие соответственно на частотах 150 МГц и 114 МГц можно считать достигнутыми.

4. Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Н.М. Гаврилов, Д.А. Комаров, Ю.Н. Струков. Сильноточный ускоритель ионов.- Патент № 2183390 Р.Ф. г. Москва, 2001.

2. Н.М. Гаврилов, Д.А. Комаров, Ю.Н. Струков. Многоканальные структуры. Инженерная физика, вып.1,2001, стр.6.

3. Н.М. Гаврилов, Д.А. Богаченков, Д.А. Комаров, Ю.Н. Струков. Радиотехнический расчет многоканальных структур. Инженерная физика, вып. 1,2001, стр. 15. '

4. Н.М. Гаврилов, М.К. Гаврилов, Д.А. Богаченков, Е.В. Иванов, Д.А. Комаров, Ю.Н. Струков. Сильноточный линейный ускоритель ионов:

расчет и эксперимент. 18-й Международный семинар по ускорителям заряженных частиц. Тезисы докладов, стр.32, Алушта, Крым, 2003.

5. Н.М. Гаврилов, H.H. Нечаев, Д.А. Комаров, Ю.Н. Струков. Расчет многолучевого ускорительного модуля. Вопросы атомной науки и техники. Ядерно-физические исследования, вып. 7(8), 2000, стр. 7678.

6. Н.М. Гаврилов, Д.А. Комаров, Д.А. Богаченков, Ю.Н. Струков. Аналитический расчет характеристик многоканальной структуры с токопроводящими кольцами. Научная сессия МИФИ-2004. Сб. науч. тр. т.7,стр.210, 2004.

7. Н.М. Гаврилов, Д.А. Комаров, Ю.Н. Струков. Численное моделирование многолучевых ускоряющих структур. 18-й Международный семинар по ускорителям заряженных частиц. Тезисы докладов, стр.86, Алушта, Крым, 2003.

8. Н.М. Гаврилов, A.B. Шальнов, Д.А. Богаченков, Д.А. Комаров, Ю.Н. Струков. Инженерный расчет ускоряющих структур. Инженерная физика, вып.4,2004, стр.10.

9. Н.М. Гаврилов, A.B. Шальнов, Д.А. Богаченков, Д.А. Комаров, Ю.Н. Струков. Численный расчет многоканальной ускоряющей структуры. Инженерная физика, вып.4, 2004, стр.15.

*' 8816

РНБ Русский фонд

2006-4 14115

г

Подписано в печать 29.04.2005г. Формат 60x90/16. Объем 1.0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №967

Типография МИФИ. 115409, Москва, Каширское шоссе, 31

Введение

Глава I. Выбор и анализ работы многоканальных ускоряющих структур

1.1. Анализ ускоряющих структур

1.2. Особенности многолучевых ускоряющих структур

1.2.1. Постановка задачи

1.2.2. Инжекция и фокусировка

1.2.3. Длина волны

1.2.4. Длина ускоряющей секции

1.2.5. Идентичность условий ускорения параллельных пучков

1.2.6. Эффективность ускоряющей структуры 42 Выводы

Глава II. Методы расчета многоканальной ускоряющей структуры

2.1. Макеты многоканальных ускоряющих структур 46 2.1.1 Ток ускоренных ионов в МУС и ММУС

2.2. Расчет ускоряющих систем

2.2.1. Электротехнический расчет

2.2.2. Электродинамические и радиотехнические характеристики 68 Выводы

Глава III. Расчет многоканальной ускоряющей структуры

3.1. Выбор пакета программ для имитации высокочастотных свойств и моделирования ускоряющей структуры

3.2. Результаты расчета многоканальной ускоряющей структуры

Выводы

Глава IV. Экспериментальные исследования макета многоканальной ускоряющей структуры

4.1. Методика измерений высокочастотных характеристик многоканального резонатора

4.2. Оценка погрешности измерений

4.3. Автоматизированный комплекс для измерения электродинамических характеристик УС

4.4. Подготовка экспериментальных исследований

4.5. Результаты измерений высокочастотных характеристик, их анализ и сравнение с численными расчетами

Выводы

Развитие современной ядерной физики немыслимо без использования ускорителей заряженных частиц. По принципу своего действия и размерам ускорители отличаются большим многообразием, определяемым различиями в выходной энергии, токах ускоренных пучков и типе ускоряемых частиц. Большие ускорители представляют собой уникальные сооружения, проектирование и строительство которых занимают многие годы и требуют участия больших коллективов научных работников и инженеров различных специальностей.

В течение последних десятилетий внимание целого ряда ученых в области ускорительной техники привлекают линейные резонансные ускорители (ЛРУ) заряженных частиц на малые энергии, в основном до 10-20 МэВ. В частности [2], если ускоритель используется в качестве инжектора для более мощных ускорительных установок, то в этом случае на передний план выходит получение заданных характеристик пучка. При самостоятельном использовании к ускорителю на малые энергии предъявляются иные требования, а именно: простота конструкции, относительно невысокая стоимость, малый занимаемый объем и невысокие эксплуатационные расходы. Это внимание обусловлено прежде всего тем, что такие ускорители могут служить для решения многих задач в различных областях науки, техники и промышленности.

Из основных использований ускоренных пучков легких и тяжелых ионов для широкого диапазона энергий можно отметить следующие применения [2]:

1. Получение расщепляющихся материалов и мощных потоков нейтронов (электроядерный бридинг) при энергии ионов около 1 ГэВ.

2. Мезонные фабрики, работающие при тех же энергиях ионов. Эти фабрики предназначены для получения расщепляющихся материалов, тс- и р.- мезонов, нейтрино.

3. Работа в качестве инжекторов для протонных синхротронов.

4. Получение сверхтяжелых элементов.

5. Использование пучка ускоренных тяжелых ионов в качестве катализатора в реакциях синтеза.

6. Разнообразное использование технологического характера, например, определение толщины материалов и моделирование насыщения гелием оболочек твелов в реакторостроении, ионная имплантация [153-159].

7. Получение радиоактивных изотопов.

8. Активационный анализ.

9. В промышленной дефектоскопии.

Потребность в пучках ускоренных тяжелых ионов стимулировала заметное развитие техники и их получения с помощью ЛРУ. Главным преимуществом ЛРУ по сравнению с ускорителями прямого дейтствия (электростатическим, каскадным и трансформаторным) является возможность получения высокой интенсивности пучка. Отличительными особенностями ЛРУ являются небольшие габариты, надежность, а также то, что ЛРУ не требуют особых условий эксплуатации, связанных с высокими напряжениями. Собственно ускоряющая система (УС) (в ионных ускорителях это обычно резонатор) может быть сделана компактной и относительно дешевой [10], что дает возможность использовать ее в условиях ограниченных объемов и при необходимости перемещения, т.е. там, где применение других типов ускорителей затруднено.

Высокая стоимость и сложность обслуживания существующих ускорителей тяжелых ионов препятствует их практическому внедрению в промышленность. В связи с этим возникает необходимость в разработке малогабаритных, относительно дешевых и простых конструкций ионных линейных ускорителей. За последние годы теория многоканальных ускоряющих структур (МУС) значительно расширена и уточнена. Появились новые интересные идеи, апробированные в лабораториях, а также построены и запущены в эксплуатацию малогабаритные сильноточные ЛРУ ионов нового поколения на основе Н-структур [11,12,13]. Необходимо заметить, что при разработке и конструировании новой УС к ней предъявляется ряд требований:

1. УС должна иметь высокую эффективность - наиболее полное использование вводимой в резонаторную систему ВЧ мощности на ускорение заряженных частиц.

2. УС должна быть удобна при реализации мер по фокусировке пучка -применение различных методов фокусировки является одним из определяющих факторов, оказывающих непосредственное влияние на выбор УС.

3. Возможность получения больших токов ускоренных частиц.

Технико-экономические параметры ЛРУ ионов в значительной степени определяются параметрами используемой УС. Одним из путей улучшения этих параметров является переход к кольцевым или многоканальным УС, поскольку последние позволяют формировать пучок ускоренных ионов с бо'лыпим током, чем в одноканальных структурах, а также использование электронного пучка для генерации ускоряющего ВЧ-поля в УС, позволит отказаться от использования громоздких, дорогостоящих и энергоемких узлов: ВЧ-генератора, подводящего ВЧ-тракта [14]. Так, напрмер, использование электронного пучка для генерации ВЧ-поля, взамен использования ВЧ-генератора, позволило сократить площадь, занимаемую ускорителем почти в 2 раза, энергопотребление- в 1.5 раза, стоимость установки - в 2 раза [14].

Создание многоканальных ЛУ ионов позволяют решить следующие проблемы [182]: формирование больших полей облучения с высокой степенью равномерности распределения плотности зарядов; повышение интенсивности потока ускоренных частиц на выходе ЛРУ; формирование интенсивных пучков заряженных частиц с высоким значением фазовой плотности и яркости.

Первую проблему можно решить путем создания УС с несколькими параллельно расположенными ускоряюще-фокусирующими каналами.

Вторая проблема, возникающая в ЛРУ из-за того, что увеличивается эффективный эмиттанс пучка, который сильно зависит от величины его фазовой плотности на входе, и может быть решена в одноканальных структурах путем ограничения фазовой плотности пучка на входе. Однако это требование накладывает существенное ограничение на величину ускоряемого тока, и преодолеть его традиционными средствами в одноканальных ускорителях невозможно без уменьшения эффективности ускорения. Переход же к многоканальным УС позволяет обойти это ограничение.

Третья проблема решается путем достижения величины предельного тока в каждом отдельном канале с дальнейшим их сложением и получением высокого значения величины фазовой плотности пучка и увеличением яркости пучка по сравнению с одноканальными структурами. Так, например, для увеличения тока в одноканальном варианте в "п" раз, необходимо увеличить в 4п радиус пучка, однако при этом фазовая плотность пучка не изменится, а яркость уменьшиться в "п" раз [182]. Для многоканального ускорителя увеличение тока происходит не с увеличением радиуса пучка, а обеспечивается сложением пучков [182]. 5

Первый метод сложения пучков состоит в том, что при возрастании энергии ограничения по пространственному заряду ослабевают, и при достижении определенной энергии сильноточные пучки можно сложить [9].

Другой метод сложения заключается в использовании сильной поперечной фокусировки. Так можно применить квадруполи из постоянных магнитов, диполи и некоторые элементы с совмещенными функциями для сведения пучков, а также RFQ систему [3].

Решение этих трех проблем делает предпочтительными многоканальные по сравнению с одноканальными УС.

Возникает существенный и принципиальный вопрос об инжекции пучков и их фокусировке в начальной части ЛРУ ионов, т.к. проблемы инжекции и фокусировки в многоканальных ускорителях являются сложными, которые и сдерживали прогресс в создании многоканальных ускорителей. Однако развитие методов фокусировки с использованием ускоряющего ВЧ поля, таких как фазопеременная фокусировка (ФПФ) [4], пространственно однородная ВЧ фокусировка (ПОВЧФ) [5], высокочастотная квадрупольная фокусировка [5] и фокусировка полем быстрой волны [6], позволяет успешно решить проблему радиальной устойчивости при переходе к многоканальному режиму ускорения.

Например, в ряде уже разработанных конструкций УС показана возможность использования ВЧ полей для обеспечения одновременной радиальной и фазовой устойчивости нескольких параллельно ускоряемых пучков. В частности, при создании ускорителя MEQALAC, с фокусировкой электростатическим полем, было предложено [7] ускорение всех пучков осуществлять в общих полях, а их транспортировку - в индивидуальных каналах, образованных многоапертурными электростатическими квадруполями, а также для того, чтобы получить увеличение яркости пучка [8], необходимо заполнять соответствующую апертуру при наименьших начальных скоростях и наибольших возможных частотах при использовании малых апертур.

Отличительной особенностью многоканальных ускорителей по сравнению с одноканальными вариантами ускорителей является обеспечение идентичных условий взаимодействия ускоряемых пучков с ВЧ полем в пространственно разнесенных каналах. Выбор длины волны X и размеров ускоряющих электродов позволяет добиться необходимо допустимой степени однородности распределения ускоряющего поля.

При конструировании многоканальных ускоряющих структур (МУС) необходимо учитывать не только влияние ВЧ компонент поля, требуемую степень равномерности которых можно обеспечить, например, выбором длины волны X, но и искажения, вносимые конструктивными элементами, а также взаимное влияние пучков друг на друга [182].

В заключении можно сформулировать ряд необходимых требований, которые предъявляются к ЛРУ тяжелых ионов на энергию до 10-20 МэВ и к ускорительным комплексам, построенным на их основе [2]:

1. Повышение эффективности ускоряющих структур.

2. Повышение темпа набора энергии в УС.

3. Возможность совмещения фокусирующих и ускоряющих функций в одной структуре.

4. Снижение потребляемой ВЧ мощности.

5. Обеспечение минимальной площади, занимаемой ускорителем.

6. Использование низковольтной энергии инжекции (не более 50-100 кэВ).

7. Создание ускоряющих и транспортирующих систем с коэффициентом прозрачности, близким или равным единице.

В связи с вышеуказанными требованиями к многоканальным и одноканальным ускорителям, в диссертации по данной теме были исследованы УС многоканального типа на основе резонансной системы с использованием токопроводящих колец (ТК) работающая в диапазоне частот от 50-И 60 МГц.

Диссертация содержит результаты многолетних работ по созданию, исследованию многоканальных ускоряющих структур на малые энергии с использованием электромагнитного поля (ЭМП) типа Н211.

Предложена новая УС для ускорения ионов, защищенная патентом

15].

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы.

Выводы:

1. Экспериментальное исследование ВЧ характеристик было проведено методом малых возмущений, который обладает наглядностью полученных результатов и простотой проведения эксперимента Определены собственные резонансные частоты, шунтовые сопротивления и добротность для МУС и ММУС, которые равны соответственно fpi=150MTn, fp2= 114МГц, Кш.Эфф=27 МОм/м, Кш.эфф=23 МОм/м Q=800±21, Q=800±38. Погрешность расчетов по сравнению с экспериментальным исследованием в определении резонансной частоты составила 6%, шунтового сопротивления 5%, добротности 27%.

2. Для точной юстировки ТК и ТД была предложена конструкция, представляющая собой набор металлических стержней, закрепленных с двух сторон металлическими пластинами, а также посредствам жесткой посадки ТД на ТК.

3. Определены ВЧ параметры резонатора и измерено распределение ускоряющего поля в зазорах. В качестве возмущающего тела использовался тонкий медный цилиндр диаметром 1.5 мм и длиной 5.5 мм. Приведена зависимость напряженности ускоряющего поля вдоль оси Z рис.35, где показано, что конфигурация электрических полей в ускоряющих зазорах как для МУС так и для ММУС, идентична, а небольшие различия амплитудных значений не превышают нескольких процентов, что вызвано неточностями, допущенными при изготовлении и юстировке структуры и погрешностями при измерении.

Для МУС: Кш.эфф=27 МОм/м, Q=800±21, Хр=2.0 м; Для ММУС: 11ш.эфф=23 МОм/м, Q=800±38, V=2.63 м

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главным итогом диссертации являются результаты разработки и создание модифицированной многоканальной ускоряющей структуры, которая предложена и исследована автором для дальнейшего создания компактного многоканального линейного резонансного ускорителя тяжелых ионов для решения актуальных задач в ряде областей науки и техники, медицины, экологии.

Установлено, что особенно удобно использование в ускорителе прикладного назначения ВЧ структур с АФПФ. Сопоставление различных конструкций МУС показало, что системы с использованием АФПФ имеют простую конструкцию и компактные размеры, которые позволяют получить минимальную запасенную энергию, а отсутствие сильных магнитных полей предотвращает возможность опасной концентрации энергии разрядов в локальных точках. В частности, разработанная УС для ускорения тяжелых ионов может применяться в промышленности при изготовлении ядерных фильтров.

Для решения многих задач, возникающих при создании прикладных линейных ускорителей ионов, целесообразно использовать в их начальной части многоканальные ВЧ ускоряюще-фокусирующие структуры. Преимущества многоканальных структур становятся особенно очевидны, если число пучков составляет десятки или сотни. Сопоставление одноканальных и многоканальных структур показывает, что для повышения яркости ускоренного пучка надо стремиться к минимизации апертуры канала при сохранении сумарного значения тока путем увеличения числа каналов [29].

В результате анализа существующих УС была предложена простая и компактная конструкция [15] УС резонатора нагруженного токопроводящими кольцами с симметрично установленными в них трубками дрейфа, которые крепятся посредством металлических держателей, сдвинутых друг относительно друга на 90°. В предложенной структуре добавление ТК и ТД, концентрически расположенных внутри экрана перпендикулярно его оси симметрии, приводит к увеличению межэлектродной емкости и суммарной индуктивности колебательного контура, что в свою очередь, приводит к значительному уменьшению резонансной частоты fp колебательного контура, и к увеличению суммарного тока на выходе УС.

Таким образом, основные результаты диссертации могут быть сформулированы следующим образом:

1. Предложена модифицированная многоканальная ускоряющая структура с АФПФ на основе резонатора штыревого типа с рабочей модой колебаний Н211, для ускорения нескольких интенсивных пучков тяжелых ионов.

2. В отличие от известных эквивалентных схем по расчету ускоряющих структур для нахождения радиотехнических параметров предложена эквивалентная схема многоканальной ускоряющей структуры и алгоритм ее решения при помощи которой были определены основные элементы схемы, такие как общая индуктивность и емкость ячейки резонатора.

3. Результаты расчета ВЧ параметров МУС и ММУС. Получены аналитические выражения для индуктивности ячейки, общей емкости пространства взаимодействия, собственных резонансных частот резонатора. Приведены радиотехнические параметры структур, такие, как шунтовой импеданс Z, добротность структур Q, время заполнения резонатора ВЧ мощностью То, резонансная длина воны Лр.

Для МУС: Z=30.0 МОм/м, Q=1021, То=7.04 мкс, \г2Л м;

Для ММУС: Z=24.3 МОм/м, Q=1130, То=10.3 мкс, Ар=3.2 м.

4. Показаны преимущества ММУС по сравнению с МУС по достижению суммарного тока без изменения поперечных геометрических параметров. Для МУС IcyMMapmjfr^Ik, для ММУС

1суммарный~81к.

5. Проведено электромагнитное моделирование ускоряющих структур, в результате которого были получены собственные резонансные частоты ускоряющих структур для МУС fpi=157MTn и ММУС fP2=l 18МГц, распределения магнитного и электрического поля на ТК и ТД, поверхностных токов в структуре. Приведены зависимости распределения напряженности электрического поля Ez по ускоряющему зазору на оси канала и по радиусу в ускоряющем зазоре.

6. Проведены экспериментальные работы по исследованию МУС и ММУС. Получены добротности Омус=800±21 и Qmmyc=800±38, рабочие частоты структуры для МУС fpi=150MTn, ММУС fP2=l 14МГц, эффективные шунтовые сопротивления для МУС К-ш-эфф—27 МОм/м, ММУС Rm. эфф—23 МОм/м, а также картины распределения ускоряющего поля по оси Z для каждого зазора. Приведена зависимость распределения напряженности электрического поля в ускоряющем зазоре для МУС и ММУС.

7. Предложена конструкция для точной юстировки ТК и ТД. Отмечено, что совпадение расчётных значений частот и экспериментальные результаты удовлетворительно согласуются. Небольшая погрешность результатов, в частности, по резонансным частотам и шунтовым сопротивлениям свидетельствует о достоверности предложенного метода расчета основных ВЧ-параметров структур.

Автор выражает глубокую признательность и сердечную благодарность своим коллегам по работе, с которыми он много лет работал по тематикам, отраженным в данной работе, в лице научного руководителя профессора, доктора технических наук Шальнова А.В., профессору, доктору физико-математических наук Гаврилову Н.М., кандидату физико-математических наук Комарову Д.А., аспиранту Богаченкову Д.А., а также ряду сотрудников подразделений ИТЭФ, РУЦ МИФИ, в частности профессору, доктору технических наук Кушину В.В., профессору, доктору технических наук Собенину Н.П., кандидату технических наук Лалаяну М.В., соискателю ученой степени Фадину А.И.

1. Ливингстон Р.С., Мартин Г.А. Перспективы ускорителей тяжелых ионов.-В кн.: Международная конференция по физике тяжелых ионов. Дубна, 1971.

2. Вальднер О.А., Гаврилов Н.М. Области применения линейных ускорителей тяжелых ионов на малые энергии. М: Атомиздат, 1975.

3. Рябухин Ю.С., Шальнов А.В. Ускоренные пучки и их применение.-М.: Атомиздат, 1980.

4. Беспалов Д.Ф., Васин B.C., Шиканов А.Е. Тенденция развития управляемых источников нейтронов в ядерной физике.- В кн.: Ядерная геофизическая аппаратура, Труды ВНИИЯГГ, 1976.

5. Пузанов А.А., Смирнов В.Я., Ушаков Ю.А. Элементарный анализ на многозарядных ионах азота с энергией 7.5 МэВ.- А.Э., 1975.

6. Навалахин А.В., Блинков Д.И., Мулшнов В.А. Опыт использования низкоэнергетических ускорителей для активационного анализа продуктов металлургического производства.- А.Э., 1976.

7. Ионас Дж. Термоядерная энергия и пучки заряженных частиц.- У ФИ, 1981.

8. Флеров Г.И. применение ускорителей для решения народнохозяйственных задач. В кн.: Труды седьмого Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц. Дубна, 1981.

9. Казариков Ю.Н., Козловский В.В. и др. Применение радиационных методов в технологии производства полупроводниковых проборов. Серия 7ТОПО, 1981.

10. Ю.Гохберг Б.М., Яньков Г.Б. Электростатические ускорители заряженных частиц.-М.: Атомиздат, 1960.

11. Шальнов А.В., Баев В.К., Гаврилов Н.М. Малогабаритные линейные резонансные ускорители ионов на малые энергии с фокусировкой ускоряющим полем. М.: ТФЭ, 1985.

12. Бомко В.А., Ковпак М.Е., Скоромный Г.М., Хижняк Н.А., Шулика Н.Г. Развитие линейных ускоряющих структур на Н-волне. М.: ТФЭ, 1985.

13. Кушин В.В., Плотников С.В. Особенности фокусировки тяжелых ионов в линейном ускорителе.- Труды радиотехнического института АН СССР, М., 1980.

14. Гаврилов Н.М., Комаров Д.А., Струков Ю.Н. Сильноточный линейный ускоритель ионов. Патент № 2183390 Р.Ф. г. Москва, 2001.

15. Гаврилов Н.М., Минаев С.А., Шальнов А.В. Сильноточный линейный ускоритель ионов. Патент №2059346 Р.Ф. г. Москва 1996.

16. Н.М. Гаврилов, Д.А. Комаров, Н.Н. Нечаев, С.В. Алексеенко, Ю.Н. Струков. Расчет многолучевого ускорительного модуля. XVI Международный семинар по линейным ускорителям заряженных частиц. Алушта, 1999.

17. Н.М. Гаврилов, Д.А. Комаров, Д.А. Богаченков, Ю.Н. Струков. Расчет многолучевого ускорительного модуля. Аннотация докладов XVII совещания по ускорителям заряженных частиц. Протвино,2000.

18. Н.М. Гаврилов, Д.А. Комаров, А.А. Комаров, Ю.Н. Струков. Расчет многолучевого ускорительного модуля методом эквивалентных схем. Научная сессия МИФИ-2000. Сб. науч. тр. т.7,стр.144, 2000.

19. Н.М. Гаврилов, Д.А. Комаров, А.А. Комаров, Ю.Н. Струков. Метод приближенного Фурье анализа для расчета многолучевого ускорительного модуля. Научная сессия МИФИ-2000. Сб. науч. тр. т.7,стр.145,2000.

20. Н.М. Гаврилов, Д.А. Комаров, Д.А. Богаченков, Ю.Н. Струков. Расчет модифицированного многолучевого ускорительного модуля методом эквивалентных схем. Научная сессия МИФИ-2001. Сб. науч. тр. т.7,стр.150-151, 2001.

21. Н.М. Гаврилов, Д.А. Комаров, Д.А. Богаченков, Ю.Н. Струков. Сильноточный линейный ускоритель ионов. Научная сессия МИФИ-2001. Сб. науч. тр. т.7,стр.152-153, 2001.

22. Н.М. Гаврилов, Д.А. Комаров, Ю.Н. Струков. Многоканальные структуры. Инженерная физика. НТЖ №1-2001. стр.6-8,2001.

23. Н.М. Гаврилов, Д.А. Комаров, Д.А. Богаченков, Ю.Н. Струков. Электродинамические характеристики МУМ. Инженерная физика. НТЖ №1-2001. стр.8-12, 2001.

24. Н.М. Гаврилов, Д.А. Комаров, Д.А. Богаченков, Ю.Н. Струков. Система высокочастотного питания сильноточного линейного ускорителя ионов. Инженерная физика. НТЖ №1-2001. стр. 13-15,2001.

25. Н.М. Гаврилов, Д.А. Комаров, Д.А. Богаченков, Ю.Н. Струков. Радиотехнический расчет многоканальных структур. Инженерная физика. НТЖ №1-2001. стр.15-19, 2001.

26. Н.М. Гаврилов, Д.А. Комаров, Д.А. Богаченков, Ю.Н. Струков. Аналитический расчет характеристик многоканальной структуры с токопроводящими кольцами. Научная сессия МИФИ-2004. Сб. науч. тр. т.7,стр.210, 2004.

27. Н.М. Гаврилов, М.К. Гаврилов, Иванов Е.В., Д.А. Комаров, Д.А. Богаченков, Ю.Н. Струков. Сильноточный линейный ускоритель ионов: расчет и эксперимент. М: МИФИ, 2004.

28. Плотников С.В. Ускоряюще-фокусирующие системы для линейных резонансных ускорителей ионов прикладного назначения. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М., 2003.

29. А.Р. Armagnas. Popular science, 173, No.5, 1958.

30. Каретников Д.В., Сливков Н.Н., Тепляков В. А., Федотов А.П., Шембель Б.К.- Линейные ускорители ионов.- М., Атомиздат, 1962.

31. A.F. Cleark. UCRL-3057, 1955.

32. Владимирский В.В., Капчинский И.М., Тепляков В. А. Линейный ускоритель ионов.- БИ №10, 1970, А.С. СССР N265312.

33. Капчинский И.М., Тепляков В. А. Линейный ускоритель ионов с пространственно-однородной жесткой фокусировкой.- Приборы и техника эксперимента, 1970, №2, с. 19.

34. Кушин В.В. Способ фокусировки заряженных частиц. А.С. СССР №269368.

35. Кушин В.В. О повышении эффективности фазопеременной фокусировки в линейных ускорителях,- Атомная энергия, 1970.

36. Папкович В.Г., Хижняк Н.А., Шулига Н.Г. Переменно-фазовая фокусировка в линейных ускорителях. Харьков, ТФЭ, 1978.

37. Плотников С.В., Федотов П.А. Ускорение тяжелых ионов в системах с пониженной энергией инжекции. Харьков, ТФЭ, 1979.

38. Кушин В.В., Плотников С.В., Федотов П.А. Ускоряющая структура.- А.С. СССР №820642.

39. Геращенко Ф.Г., Кушин В.В., Соколов JI.C., Страшное И.В., Плотников С.В., Федотов П.А., Харченко И.И., Цулая А.В. Оптимальные режимы ускорения тяжелых ионов в линейном ускорителе с асимметричной фазопеременной фокусировкой. ЖТФ, 1982.

40. Баев В.К., Гаврилов Н.М., Минаев С.А., Шальнов А.В. Линейные резонансные ускорители ионов с фокусировкой аксиально-симметричным ускоряющим полем. ЖТФ, 1983.

41. Ливингуд Д. Принципы работы циклических ускорителей. М.: Издательство иностранной литературы, 1963.

42. Sloan D.H., Lawrenes О. The production of heavy high speed ions without the use of high voltages.- Phys. Rev., 1931.

43. Blewett J.P. Linear accelerator injectors for proton synchrotrons- CERN-symposium, 1956.

44. Pottier S. Une nouvelle structure a cavite resonnante pour acceleratours lineaires d'ions. Note CEA, 1957.

45. Ковпак H.E., Баранов Л.Н., Зейдлиц П.М. Линейный ускоритель протонов на Н-волне на энергию 2.5 МэВ на волне Нцп. УФЖ, 1968.

46. Ковпак Н.Е., Баранов Л.Н., Брызгалов Г.А. и др. Малогабаритный линейный ускоритель дейтронов (МЛУД-3). Сер.: Атомное ядро, 1975.

47. Тепляков В.А., Мальцев А.П., Ермаков С.И. и др. Линейный ускоритель протонов с фокусировкой ускоряющим полем. Препринт ИФВЭ, 1968.

48. Болотин Л.И., Бомко В.А., Ревуцкий Е.И., Сидоренко И.С. Ускоряющая система на Н-волне. ЖТФ, 1966.

49. Баранов Л.Н., Вербовский В.В., Ковпак Н.Е., Оноприенко В.Т., Хижняк Н.А., Шулига Н.Г., Яшин В.П. Малогабаритный линейный ускоритель дейтронов на энергию 3 МэВ. М.: Атомиздат, 1975.

50. Шембель Б.К., Сулыгин И.И., Неменович Е.С., Осипов В.В. Ускоряющая система с параллельным соединением зазоров.- Атомная энергия, 1970.

51. Панасюк B.C., Самойленко Ю.К., Самановский М.Ф., Филимонов В.В. Малогабаритный ускоритель протонов,- ПТЭ, 1984.

52. Баранов Л.Н., Гусев Е.В., Каплин С.С. и др. Исследование малогабаритного ускорителя дейтронов с ПФФ.-Вопросы атомной науки и техники, 1977.

53. Капчинский И.М., Балабин А.И., Венгров P.M. и др. Линейный протонный ускоритель с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой.- Вопросы атомной науки и техники. ТФЭ, 1983.

54. Вальднер О.А., Гасс В.Ф., Глазков А.А. и др. Разработка проекта ионного ускорителя для народного хозяйства. ТФЭ, 1983.

55. Бомко В.А., Дьяченко А.Ф., Зайцев Б.В., Птухина З.Е., Рудяк Б.И., Жук В.В. Разработка новой предобдирочной секции ЛУМЗИ. УФЖ, 2003.

56. Плотников В.К. О возможности ускорения протонов в коаксиальном резонаторе, возбуждаемом на волне типа Н. М: ПТЭ, 1967.

57. Шембель Б.К., Комар Е.Г., Федотов А.П., Тепляков В.А. и др. Сильноточный линейный ускоритель протонов с непрерывным режимом работы. Атомная энергия, 1971.

58. Голубков В.П., Клоков В.В., Сквостьянов B.C., Степанов В.Б. Тепляков В.А. Радиотехническая настройка ускоряющей системы линейного ускорителя УРАЛ-15. ЖТФ, 1977.

59. Владимирский В.В. Вариант жесткой фокусировки в линейном ускорителе.- ПТЭ, 1956.

60. Good M.L. Phase-reversal in linear accelerators.- Phys.Rev., 1953.

61. Fainberg I.B. Alternating phase-focusing.- Proc. Symp. On High Energy Accelerators and Pion Fhysics., 1956.

62. Ткалич B.C. О возможности фокусировки в линейном ускорителе при помощи бегущей волны.- ЖЭТФ, 1957.

63. Ильевский С.А., Капчинский И.М., Кузнецов Г.Ф. и др. Пуск секции линейного ускорителя с высокочастотной квадрупольной фокусировкой.-Атомная энергия, 1973.

64. Голосай Н.И., Дерновой Г.Н., Ильевский С.А. и др. Экспериментальное исследование начальной части ускорителя с квадрупольной ВЧ-фокусировкой.- Атомная энергия, 1975.

65. Кушин В.В., Зарубин Б.Т., Свирин В.В., Чистякова Н.М. Линейный ускоритель протонов на энергию 550 кэВ с асимметричной фазопеременной фокусировкой.- ПТЭ, 1972.

66. Власов А.Д. Теория линейных ускорителей. М: Атомиздат, 1965.

67. Капчинский И.М. Тоерия линейных резонансных ускорителей. М: Энергоиздат, 1982.

68. Лебедев А.Н., Шальнов А.В. Основы физики и техники ускорителей. Линейные ускорители. М: Энергоиздат, 1983.

69. Капчинский И.М., Тепляков В.А. Линейный ускоритель ионов с пространственно-однородной жесткой фокусировкой.- ПТЭ, 1970.

70. Hansborough L.D. Development of 400-450 MHz RFQ resonator cavity mechanical designs at Los Alamos.- Los Alamos national Lab. Report LA-9081-MS.

71. Тепляков В. А., Степанов В.Б. Исследование Н-резонатора. -Радиотехника т электроника, 1968.

72. Капчинский И.М., Тепляков В.А. О возможности снижения энергии инжекции и повышения предельного тока в ионном линейном ускорителе.- ПТЭ, 1970.

73. Степанов В.Б. Оценки параметров Н-резонатора.- Препринт ИФВЭ, Серпухов, 1974.

74. Тепляков В.А. Способ стабилизации амплитуды и фазы ВЧ-поля в резонаторах ускорителя. Авт. Свидет. №43899, БИ, 1974.

75. Дерновой Г.Н., Мальцев А.П. Высокочастотное согласование пучка на входе линейного ускорителя ионов с пространственно-однородной фокусировкой.-ЖТФ, 1982.

76. Lancaster Н. An analytical solution for the electrical properties of a radio-frequency quadrupole with simple vanes.- Proc. Linear Acctl. Conf. Los Alamos, N.m., 1982.

77. Grandall K.R., Stovall J.E. RFQ pole-tip construction.- Proc. Linear Accel. Conf. Los Alamos, N.M., 1982.

78. Hansborough L.D., Potter J.M., Wilson N.G. Mechanical design of RFQ resonator cavities in the 400-MHz frequency range. Proc. Linear Accel. Conf. Los Alamos, N.M., 1982.

79. Мальцев А.П., Степанов В.Б., Тепляков В.А. Расчетные параметры начальной части ускорителя с ВЧ квадрупольной фокусировкой.-Препринт ИФВЭ, Серпухов, 1971.

80. Капчинский И.М. Линейный ускоритель ионов с высокочастотной жесткой фокусировкой.- Препринты ИФВЭ, Серпухов, 1972.

81. Тепляков В.А. Фокусировка ускоряющим полем.- ПТЭ, 1964.

82. Тепляков В.А. Использование высокочастотной квадрупольной фокусировки в линейных ускорителях ионов.- В кн.: Труды II всесоюзного Совещания по ускорителям заряженных частиц. М.: Наука, 1972.

83. Мальцев А.П., Ермаков С.М., Тепляков В.А. Оптимальный вариант фокусировки ускоряющим полем.- Атомная энергия, 1967.

84. Журавлев И.А., Мальцев А.П., Севостьянов В.Б. и др. Юстировка ускоряющих электродов в ускорителе с ВЧ-квадрупольной фокусировкой.- Препринт ИФВЭ, Серпухов, 1971.

85. Степанов В.П., Мальцев А.П., Журавлев И.А. и др. Юстировка ускоряющих электродов в ускорителе с квадрупольной ВЧ-фокусировкой.- ПТЭ, 1972.

86. Барсуков А.Б., Беляев O.K., Игошин В.Б. Методические погрешности в измерениях поля в ускорителе ВЧ-квадрупольной фокусировкой.- Девятоевсесоюзное совещание по ускорителям заряженных частиц/ Аннотация докладов. Дубна, 1984.

87. Баев В.К., Гаврилов Н.М., Минаев С.А., Шальнов А.В. Линейный резонансный ускоритель ионов с фокусировкой полем быстрой волны.-Доклады АН СССР, 1984.

88. Линейные ускорители ионов. T.l./Под ред. Мурина Б.П. М.: Атомиздат, 1978.

89. Ковпак Н.Е., Папкович В.Г., Хижняк Н.А., Шулига Н.Г. Исследование дисперсионных свойств нагруженных резонаторов для ускорения на Н-волне. М.: Атомиздат, 1975.

90. Плинк О.Б. Дисперсионные уравнения ускоряющих структур на развлетвленных коаксиальной и двухпроводной экранированной линиях.-ЖТФ, 1983.

91. Власов А.Д. Начальная статическая фокусировка в малых линейных ускорителях с бегущими волнами.- Атомная энергия, 1975.

92. Гаврилов Н.М., Зубовский В.П. Исследование радиальной устойчивости в системе с пролетными трубками и магнитной связью на перифериииЖТФ, 1971.

93. Зенин В.А., Ильевский С.А., Куторга И.Н. и др. Линейный ускоритель протонов-инжектор в бустер ИФВЭ.- В кн.: Труды Восьмого Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц. Дубна, 1983.

94. Бомко В.А., Дьяченко А.Ф., Пипа А.В. Резонансные системы настройки ускоряющей структуры типа Н. Вопросы атомной науки и техники.- ТФЭ, 1981.

95. Комаров Д.А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Расчёт электродинамических характеристик многолучевых структур ускорителей тяжёлых ионов методом интегральных уравнений. М: МИФИ, 2003.

96. Кушин В.В., Мурин Б.П. Многолучевой ускоритель с фазопеременной фокусировкой.- Заявление на изобретение № 2019006 от 22.04.74.

97. Гаврилов Н.М., Громов Е.В., Кушин В.В., Федотов П.А. Формирование пучков заряженных частиц.- Труды 5 Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц. М., Наука, 1977.

98. Гусева К.И., Кушин В.В., Михайлов В.Н., Мурин Б.П., Федотов П.А. О возможности повышения интенсивности и фазовой плотности пучков в линейных ускорителях.- Труды РТИ АН СССР. М.: 1977.

99. Громов Е.В., Кушин В.В., Степанов С.С. Ускорение ионов в многоканальных ускоряющих структурах.- Разработка, эксплуатация и применение линейных ускорителей. Сб. научных статей МИФИ. М.:Энергоатомиздат, 1984.

100. Кушин В.В., Зубовский В.П., Плотников С.В., Селезнев Д.Н. Особенности конструкции 19-канальной ускоряющей секции. В сб. научная сессия МИФИ-2002. М.: МИФИ, 2002.

101. Maschke A.W. Meqalac: A new approach to low bete acceleration.- Preprint BNL 51029, June, 1979.

102. Wangler T.P. summary for working Group On Multiple Beams and High duty factor ion injectors. Workshop. San Diego, 1985, New York? 1986.

103. Avery R.T., Chavis C.S., fessenden T.j., Gough d.E. MBE-4, a Heavy Ion Multiple-Beam Experiment.- IEEE Transactions on Nuclear Science, vol.NS-32, no.5, October 1985.

104. Кушин B.B., Мурин Б.П., Федотов П.А. Многопучковый ускоритель тяжелых ионов с фазопеременной фокусировкой.- Приборы и техника эксперимента, 1981.

105. Громов Е.В., Кушин В.В., Плотников С.В. Многоканальная ускоряющая структура для линейного ускорителя ионов. Авторское свидетельство СССР №256492.

106. Бондарев Б.И., Кушин В.В., Мурин Б.П., Федотов А.П. Линейные ускорители ионов.-М.: Атомиздат, 1978.

107. Пучков А.Н. Источники многозарядных ионов для радиационно-физического комплекса. М: Энергоатомиздат, 1983.

108. Нестерович А.В., Пучков А.Н. Проект инжектора многозарядных ионов. М: Энергоатомиздат, 1984.

109. Абраменко Н.И., Гаврилов Н.М., Громов Е.В., Нестерович А.В. Инжектор-группирователь протонов с нулевым потенциалом ионного источника. М: ЖТФ, 1984.

110. Шальнов А.В., Гаврилова Р.К., Громов Е.В. Разработка многолучевой ускоряющей структуры с ФПФ. Отчет, М.: МИФИ, 1981.

111. Балдин А.М. и др. Ускорительный комплекс тяжелых ионов. Препринт ОИЯИ 9-11796, Дубна, 1978.

112. Кушин В.В. О применении асимметричной фазопеременной фокусировки в линейном ускорителе. Ускорители заряженных частиц. Эксперименты на ускорителях.Академия наук СССР. М: ТРИ, 2000.

113. Ревуцкий Е.И., Гончаренко И.И., Бомко В.А., Скоромный Г.М., Веневцев И.Т., Мелешкова Ю.В. Фокусировка пучка в основной секции линейного ускорителя многозарядных ионов ЛУМЗИ-10. ЖТФ, 1970.

114. Баев В.К., Гаврилов Н.М., Рассадин В.В. О возможности увеличения среднего тока линейного ускорителя ионов с ФПФ. ЖТФ, 1984.

115. Гаврилов Н.М., Минаев С. А. Возможности ФПФ в Н-структурах на второй стадии ионного ускорителя.

116. Минаев С.А. Ускорение и фокусировка ионов высокочастотным аксиально-симметричным ускоряющим полем. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 1983.

117. Краснопольский В.А. Многоканальная жесткофокусирующая система. В кн. Ускорители. М.: Атомиздат, 1976.

118. Бухгольц Г. Расчет электрических и магнитных полей. М: Издательство иностранной литературы, 1961.

119. Каплянский А.Е., Лысенко А.П., Полотовский Л.С. Теоретические основы электротехники. М.-Л., Госэнергоиздат, 1961.

120. Барсуков, Дайковский и др. Препринт ИФВЭ 82-178, 1982.

121. М. BRES, A. CHABERT, J-C. GAVET, D.T. TRAN. G. VOISIN. STUDY ON INTERDIGITAL H-TYPE STRUCTURE FOR HEAVY-ION LINER ACCELERATOR. Corbeville, 1991.

122. Баранов Л.Н., Брызгалов Г.А., Ковпак H.E., Хижняк Н.А., Шулига Н.Г. Исследование электродинамических свойств нагруженных резонаторов для ускорения на Н-волне. М.: Атомиздат, 1975.

123. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М: Высшая школа, 1984.

124. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М., изд. Технико-теоретической литературы, 1956.

125. Кошкин Н. И. Элементарная физика. Справочник. М: Наука, 1991.

126. Диденко А.Н., Гаврилов Н.М., Пучков В.Н. Техническая электродинамика. М: МИФИ, 2000.

127. ANALYZER. Техническое описание прибора, 2003.

128. Девятков Н.Д., Спектор Х.И. Технический отчет. Методы измерения параметров замедляющих систем. М.: МРТП СССР, 1957.

129. Баев В.К. Теория колебаний. М.: МИФИ, 1998.

130. Силин Р.А., Сазонов В.П. Замедляющие системы. Советское радио, 1966.

131. Данильцев Е.Н., Зарубин А.Б., Нестеров Н.А., Паршин И.О. Распределение токов в резонансных элементах ускоряющей структуры для тяжелых малозарядных ионов на частоте 6 МГц. М.: ТФЭ, 1986.

132. Fock V.A. Skin-effect in einen ringe. Phisicalishe Zeitshrift der Soviet Union, 1932, Bd 1, № 6.

133. Научно-технический сборник. Вопросы радиоэлектроники. Выпуск 3, МИФИ, 1962

134. Милованов О.С., Пятнов Е.Г., Собенин Н.П. Высокочастотные системы линейных ускорителей электронов. М: МИФИ, 1988.

135. Вальднер О.А., Собенин Н.П., Зверев Б.В., Щедрин И.С. Справочник по диафрагмированным волноводам. М: атомиздат, 1969.

136. Кирюшин В.П. Вопросы радиоэлектроники. М.: МИФИ, 1962.

137. Зарубин А.Б. Ускоряющая структура для тяжелых ионов на основе резонансной системы с сосредоточенными индуктивностями. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: 1987.

138. Computer Simulation Technology, http://www.cst.de/ 2004.

139. Computer Simulation Technology, http://www.mafia.de/ 2003.

140. Бонштедт Б.Э., Маркович М.Г. Фокусировка и отклонение пучков в электронно-лучевых приборах. М: Советское радио, 1967.

141. Гаврилов Н.М., Громов Е.В., Капин В.В., Никитин И.Б., Семенов В.В. Генерация ускоряющего поля в линейном ускорителе ионов с фокусировкой электронным пучком. Физика и техника линейных ускорителей. М: Энергоатомиздат, 1989.

142. Гаврилов Н.М., Капин В.В., Нестерович А.В., Пучков А.Н. Возбуждение ускоряющих структур в линейных ускорителях ионов с ПОКФ немодулированным электронным пучком. М: Энергоатомиздат, 1989.

143. Шальнов А.В. Радиационно-физические комплексы. М: Энергоатомиздат, 1983.

144. Антропов А.Н., Баев В.К., Гаврилов Н.М., Громов Е.В., Минаев С.А., Соловьев Г.И., Шальнов А.В. О возможности создания линейного резонансного ускорителя для ионной иплантации. М: Энергоатомиздат, 1986.

145. Герасимов А.С., Киселев Г.В. Проблемы радиационной безопасности атомной энергетики России. М: УФН, 2003.

146. Сакудо Н., Тогикути К., Койке X., Каномата И. Сильноточная установка на основе СВЧ-источника для имплантации ионов. М: Приборы для научных исследований, 1983.

147. Эдлер Р., Пикро С. Использование периодически повторяющихся импульсных пучков ионов металлов для ионной имплантации. М: Атомная техника за рубежом, 1985.

148. Боровков Д.Л., Вадеев В.П., Говоров А.И. и др. Линейный резонансный ускоритель ионов (предложение по созданию ускорителя-имплантера ионов). М.: МИФИ, 1991.

149. Кулевой Т.В. Генерация и формирование пучков тяжелых ионов металлов для ускорения с ПОКФ. Автореферат. М., 2003.

150. Карякин Н.И., Быстрое К.Н., Киреев П.С. Краткий справочник по физике. М: Высшая школа, 1964.

151. Громов Е.В., Степанов С.С. Многоканальные ускоряющие структуры линейных ускорителей ионов. М: Энергоатомиздат, 1983.

152. Капчинский И.М., Тепляков В.А. О возможности снижения энергии инэекции и повышения предельного тока в ионном линейном ускорителе. ПТЭ №6, 1970.

153. Остроумов П.Н., Романов Г.В., Фатеев А.П. Повышение эффективности инжекции в сильноточном линейном ускорителе протонов. ЖТФ №4, 1980.

154. Рассадин В.В. Метод расчета электрического поля в линейных ускорителях ионов с фазопеременной фокусировкой. М: Энергоатомиздат, 1983.

155. Гаврилова Р.К., Громов Е.В., Зубовский В.П., Степанов С.С. Результаты экспериментальных исследований многоканальной ускоряющей структуры. М: Энергоатомиздат, 1986.

156. Капчинский И.М. Сильноточные линейные ускорители ионов. М: Успехи физических наук, 1980.

157. Тепляков В.А., Степанов В.Б. Исследование Н-резонатора. Радиотехника и электроника, 1968.

158. Хижняк Н.А. Линейные ускорители тяжелых заряженных частиц. УФЖ, 1978.

159. Илларионова Н.С., Капчинский И.М., Олыпанецкий М.А. Расчет энергетики цилиндрического резонатора, нагруженного трубками дрейфа. М.: ИТЭФ, 1977.

160. Антропов А.Н., Гаврилов Н.М., Костюхин А.А., Минаев С.А., Белоусов В.В. Линейный резонансный ускоритель ионов, динамика частиц, ускоряющая структура. М.: МИФИ, 1985.

161. Дашенков В.М. Методы исследования замедляющих систем. Диссертация на соискание ученой степени доктора ф.-м. наук. Саратов, 1971.

162. Тараненко З.И., Трохименко Я.К. Замедляющие системы. Киев, Hay кова думка, 1965.

163. Вальднер О.А., Собенин Н.П. Измерение погрешностей фазовой скорости в волноводе методом фазометра.- Приборы и техника эксперимента, №4, 1958.

164. Белуга И.Ш., Спектор Х.И. Измерение сопротивления связи замедляющих систем методом калибровочного зонда.- Вопросы радиоэлектроники, №3, 1959.

165. Nakamura m. Theory of Field Strength Determination in RF Sructures by Perturbation Techniques.- Jap. Y. Appl. Phys.,v.7, №2, 1968.

166. Справочник по радиоизмерительным приборам. Под ред. Насосова B.C. М., Советское радио, 1976.

167. Гинзтон Э.Л. Измерения на сантиметровых волнах. М., ИЛ, 1960.

168. Пирс Дж.Р. Лампа с бегущей волной. Изд. Советское радио. М., 1952.

169. Гольдштейн Л.Д., Зернов Н.В. Электромагнитные поля и волны. Советское радио, 1956.

170. Перебейнос А.З. Эксперименнтальное определение импеданса связи штыревых замедляющих систем. Дипломная работа. Киевский Политехнический институт МВО, 1957.

171. Вальднер О.А., Милованов О.С., Собенин Н.П. Техника сверхвысоких частот. Учебная лаборатория. М., Атомиздат, 1974.

172. Громов Е.В. Многопучковые линейные ускорители ионов. Ускорители заряженных частиц и радиационная физика. Материалы Всесоюзного совещания-семинара. М., 1974.

173. Шальнов А.В., Гаврилов Н.М., Богаченков Д.А., Комаров Д.А., Струков Ю.Н. Инженерный расчет ускоряющих структур. Инженерная физика. НТЖ №4-2004. стр.10-15, 2004.

174. Шальнов А.В., Гаврилов Н.М., Богаченков Д.А., Комаров Д.А., Струков Ю.Н. Численный расчет многоканальной ускоряющей структуры. Инженерная физика. НТЖ №4-2004. стр. 15-17,2004.

175. Собенин Н.П., Лалаян М.В. Итоговый отчет о совместной НТД между МИФИ и ЦПАМ "АЭРОКОСМОС". М: 2005.

176. Зверев Б.В., Собенин Н.П. Электродинамические характеристики ускоряющих структур. М.: Энергоатомиздат, 1993.