Регулирование энергии пучка

Для расширения круга задач, решаемых с помощью ускорителя, важно обеспечить возможность регулирования энергии пучка на его выходе в достаточно широких пределах. В результате проведенных расчетов без фокусирующего поля мы получили жесткие ограничения на величину допустимого изменения амплитуды ускоряющего поля: ±5%. При вариации амплитуды поля энергия пучка на выходе ускорителя будет изменяться примерно в тех же пределах. Ограничения на величину изменения поля были получены при ограничениях на допустимое увеличение радиуса пучка и уменьшение коэффициента захвата. Введение фокусирующего поля позволяет существенно расширить диапазон регулирования энергии. На рис. 5.1.17(а) и (б) представлены зависимости энергии, среднеквадратичного радиуса ускоренного пучка и коэффициента захвата ускорителя от величины общего уровня СВЧ поля при отсутствии и наличии фокусирующего поля. В отсутствие фокусирующего поля (см. рис. 5.1.17(а)) уменьшение общего уровня СВЧ поля ниже 95% от оптимального значения приводит к превышению удвоенным среднеквадратичным радиусом пучка радиуса структуры. При этом среднее значение энергии ускоренного пучка равно E= 9,3 МэВ, а коэффициент захвата снижается до 58%. При включении фокусирующего поля рассогласование радиуса пучка с поперечными размерами пролётного канала не наступает даже при снижении общего уровня СВЧ поля до 75% от оптимального значения. При этом энергия ускоренного пучка снижается до 6 МэВ, а коэффициент захвата составляет около 48%. Снижение коэффициента захвата объясняется недостаточной продольной группировкой частиц в первой ускоряющей ячейке и слабой поперечной фокусировкой пучка в группирующей части ускорителя из-за уменьшения амплитудного значения СВЧ поля.

(а) (б)

Рис. 5.1.17. Зависимости энергии, среднеквадратичного радиуса, и коэффициента захвата, от величины общего уровня СВЧ поля при выключенном (а) и включенном (б) фокусирующем поле.

Таким образом, использование фокусирующего витка с током (r₀= 7,5см, I_в= 12кА, B_z,max= 1кГс, z₀ = 25см) позволяет варьировать энергию ускоренного пучка в пределах E=6¸10 МэВ с соответствующим изменением коэффициента захвата в пределах K₃=48¸60%.