Влияние продольной фокусировки на изменение поперечного эмиттанса в процессе ускорения сильноточного протонного пучка

Abstract

Методом компьютерного моделирования исследуется влияние условий продольной группировки протонного пучка в линейном резонансном ускорителе на рост поперечного эмиттанса при ускорении от 0.1 до 3 МэВ протонного пучка с током до 0.3 А. Рабочая частота ускорителя 350 МГц. Для поперечной фокусировки протонов используется электронный пучок с током 85 А и энергией 100 кэВ во внешнем магнитном поле. Определены условия формирования и ускорения протонного пучка с током 100 мА, при которых поперечный эмиттанс на выходе ускорителя составляет 0.40 мм⋅мрад при начальном эмиттансе 0.32 мм⋅мрад. Коэффициент захвата протонов в ускорение достигает 99%.

Методом комп'ютерного моделювання досліджується вплив умов поздовжнього групування протонного пучка в лінійному резонансному прискорювачі на ріст поперечного емітансу при прискоренні від 0.1 до 3 МеВ протонного пучка зі струмом до 0.3 А. Робоча частота прискорювача 350 МГц. Для поперечного фокусування протонів використовується електронний пучок зі струмом 85 А й енергією 100 кеВ у зовнішньому магнітному полі. Визначено умови формування і прискорення протонного пучка зі струмом 100 мА, при яких поперечний емітанс на виході прискорювача складає 0.40 мм⋅мрад при початковому емітансі 0.32 мм⋅мрад. Коефіцієнт захоплення протонів у прискорення досягає 99%.

In this work it is simulated some influence of longitrdinal proton beam bunching in resonance linear accelerator upon transverse emittance increasing in case of acceleration from 100 keV up to 3 MeV of proton beam with current up to 300 mA. The accelerator work frequemcy is 350 MGz. An electron beam with 85 A current and 100 keV energy is used for ion transverse focusing. At the accelerator entrance an emittance about 0.40 mm⋅mrad had been obtained, in case of initial emittance 0.32 mm⋅mrad and proton current 100 mA. The efficiency of proton capture to the acceleration process has been calculated as up to 99%.