Ускоряюще-фокусирующие системы для линейных резонансных ускорителей ионов прикладного назначения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.20, доктор технических наук Плотников, Сергей Валентинович

  • Плотников, Сергей Валентинович
  • доктор технических наукдоктор технических наук
  • 2003, Москва
  • Специальность ВАК РФ01.04.20
  • Количество страниц 253
Плотников, Сергей Валентинович. Ускоряюще-фокусирующие системы для линейных резонансных ускорителей ионов прикладного назначения: дис. доктор технических наук: 01.04.20 - Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника. Москва. 2003. 253 с.

Оглавление диссертации доктор технических наук Плотников, Сергей Валентинович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Возможности расширения диапазона ускоряемых ионов на действующих ускорителях.

1.1. Особенности перевода инжектора И-2 протонного синхротрона ИТЭФ в режим ускорения ионов.

1.2. Ускоряюще-фокусирующий канал с АФПФ для секции с пГ=2.

1.3. Ускоряющая структура с АФПФ для ионов с ш*=2.

1.4. Ускоряющая секция с АФПФ для ускорения однозарядных ионов гелия на ускорителе И-2.

1.5. Возможности ускорения ионов с приведенными массами в диапазоне ггГ= 8-20 на ускорителе И-2.

1.6. Расширение диапазона ускоряемых ионов за счет использования цепочки ускоряющих резонаторов.

Глава 2. Разработка узлов ускорительного комплекса тяжелых ионов для промышленного производства трековых мембран.

2.1. Технологические особенности трековых мембран.

2.2. Предварительный выбор структурной схемы и основных параметров ускорителя.

2.3. Система инжекции и формирования пучка тяжелых малозарядных ионов.

2.4. Конструктивные "особенности компактных ускоряюще-фокусирующих систем с ФПФ на основе вибраторных резонансных систем с трубками дрейфа.

2.5. Экспериментальная отработка прототипа ускоряющей секции с АФПФ для ускорения тяжелых ионов. промышленного ускорителя ионов вольфрама.

2.6. Разработка предобдирочной секции с АФПФ для промышленного ускорителя ионов вольфрама.

2.7. Перезарядная камера.

2.8. Система формирования широкого поля облучения на удаленной мишени.

Глава 3. Многоканальные ускоряюще-фокусирующие системы для ВЧ ускорителей ионов прикладного назначения

3.1. Методика идентификации и неразрушающего контроля веществ с использованием импульсного ускорителя.

3.2. Требования к специализированному ускорителю для контроля радиоактивных ТВЭЛов и его основные особенности.

3.3. Экспериментальный многоканальный ускоритель протонов и его основные системы.

3.4. Многоканальная ускоряющая структура с асимметричной ФПФ для дейтронов на энергию 10 МэВ.

Глава 4. Многоканальная ускоряющая система с решеточной фокусировкой для улучшения параметров пучка на выходе ускорителей прикладного назначения.

4.1. Принцип действия решеточной фокусировки.

4.2. Поперечная устойчивость движения ионов в ускоряющем канале с решеточной фокусировкой.

4.3. Поперечная устойчивость движения ионов в отдельном канале системы в гладком приближении.

4.4. Продольное и поперечное динамическое согласование пучка с каналом.

4.5. Возможные реализации ВЧ делителя потенциала для формирования структуры электромагнитного поля в ускоряющей структуре с решеточной фокусировкой.

4.6. Настройка многоячеечных структур с решеточными фокусирующими электродами

4.7. Изготовление фокусирующих решеток и их расстановка в ускоряющей структуре

4.8. Экспериментальная ускоряющая структура с решеточной фокусировкой на энергию 2,2 МэВ.

4.9. Повышение эффективности ВЧ питания в ускоряющей структуре с решеточной фокусировкой.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника», 01.04.20 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Ускоряюще-фокусирующие системы для линейных резонансных ускорителей ионов прикладного назначения»

Сразу же после запуска первых ускорителей ионов возникли идеи по их использованию для создания новых технологических процессов, которые могли привести к созданию новых материалов, машин, приборов. По-видимому, вершиной технологических достижений тех лет было создание в 1952г. сверхмощного гигантского резонансного ускорителя на основе резонатора типа Альвареца с трубками дрейфа длиной 26 метров для наработки плутония МТА Марк-1 [1].

Рис.В.1.Строительство вакуумного кожуха ускорителя МАРК-1

Напомним, что рабочая частота была выбрана очень низкой (-10 МГц). Поэтому резонатор имел диаметр 18 м. Внутри резонатора были расположены трубки дрейфа диаметром 2,5-3 м с апертурами диаметром до 0, 9 м. Внутри трубок дрейфа были размещены фокусирующие соленоиды. В этом ускорителе было предусмотрено ускорение пучков протонов и дейтронов до энергии 20 МэВ/нуклон со средним током 0,25 А и мощностью на мишени 5 МВт. Однако выйти на проектные параметры разработчикам не удалось из-за неожиданно низких пробойных напряжений в ускоряющих зазорах. При этом практически каждый пробой сопровождался образованием глубоких каверн в трубках дрейфа. Поэтому в 1953 году этот ускоритель был разобран [2] .

Особенностями конструкции ускорителя Марк-1 являлись три фактора. Во-первых, монтаж трубок дрейфа проводился прямо из железнодорожных платформ, которые въезжали внутрь вакуумного кожуха. Площадь всех поверхностей вакуумного кожуха и резонатора была очень велика (~2000 кв. м) , и устранить пыль, которая оседала на стенках и элементах резонатора, и другие загрязнения было практически невозможно. Этим объясняются низкие значения пробойных ВЧ напряжений внутри резонатора. Во-вторых, резонатор имел огромный объем (более 1000 куб. м) , в котором запасалось чрезвычайно большая ВЧ энергия на уровне 5 МДж. Поэтому разрушительная сила при пробоях была весьма велика. Наконец, в-третьих, в резонаторе имелись сильные магнитные поля, которые могли сфокусировать всю энергию пробоя в локальные места конструкции. Все эти факторы приводили к неустранимым разрушениям поверхности.резонатора.

Практически одновременно с сооружением Марк-1 в той же лаборатории в Ливерморе для тех же целей был создан сильноточный ускоритель протонов и дейтронов А-48[3]. Он имел 2 резонатора, в 1-м из которых рабочая частота составляла 24 МГц, а во втором г 48 МГц. Фотография трубок дрейфа во втором резонаторе приведена на рис.В.2. В этом ускорителе был получен ток протонов 75 мй с энергией 3,75 МэВ, дейтронов 20 мА с энергией 7,5 МэВ и а-частиц 1 мА с энергией 15МэВ.

Рис.В.2.Внутренний вид резонатора ускорителя А-4 8 {слева) и питающий высокочастотный генератор ускорителя МАРК-1

Дальнейшее развитие ускорительной техники привело к стремительному расширению диапазона технологических применений ускорителей. При этом неудача с МТА-1 поставила перед разработчиками ускорителей прикладного направления особые требования. Такие ускорители должны быть не только основаны на новейших достижениях ускорительной науки и техники, но и снабжены особыми системами, которые должны обеспечить изделиям высшую степень надежности, технологичности, возможности серийного производства и снижения стоимости.

Возможности включения пучков ускоренных ионов различных элементов в новейшие технологические процессы резко возросли после изобретений, сделанных в 1970 гг. И.М.Капчинским и В.А.Тепляковым в области ВЧ квадрупольной фокусировки, включая структуры с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой (ПОКФ)[4,5], и В.В.Кушиным в части разработки асимметричной фазолеременной фокусировки (АФПФ)[6,7]. Примеры конструкций ускоряющих резонаторов с ПОКФ и АФПФ для ускорения протонов приведены на рис.В.З.

Рис.В.З. 4-камерный ускоряющий резонатор с ПОКФ (слева) и ускоряющий резонатор с АФПФ (справа)

В конце 80-х годов в ИТЭФ были проведены исследования возможности использования ПОКФ для создания ускорителя малозарядных ионов тяжелых элементов вплоть до урана [ 8 ] . Накопленный опыт позволил освоить сложные ускорители с ПОКФ на частоте 6,2 МГц для ускорения двухзарядных ионов висмута со сверхвысоким значением приведенной массы ионов (под приведенной массой иона щ' понимается отношение массы иона к его заряду, для двухзарядных ионов висмута гп = ш/д = 209/2). В этом ускорителе напряжение инжекции было выбрано не более 100 кВ, а выходная энергия составляла около 10 МэВ/я (100 кэВ/н). Ускоритель был запущен и успешно эксплуатировался в режиме ускорения двухзарядных ионов ксенона длительное время [9] {рис.В.4).

Одновременно были проведены работы по применению в линейном резонансном ускорителе асимметричной фазоперемен-ной фокусировки (АФПФ) [10-24] .

Рис.В.4. Ускоряющий резонатор с ПОКФ для тяжелых малозарядных ионов на частоте 6,2 МГц Особый интерес вызывает использование в прикладных линейных ускорителях многоканальных ускоряющих систем. По данным автора диссертации первое открытое упоминание о многоканальных системах относится к 1974 [25]. Более подробно различные аспекты многоканальных систем освещены в работах ученых из Московского инженерно-физического института и Московского радиотехнического института АН СССР [26-28,105]. В этих работах отражены научные основы принципа одновременного ускорения большого числа пучков.

В последние годы появилось много работ, связанных с использованием многоканального подхода к ускорению интенсивных пучков [29-35]. В работе [27] приведены данные о разработке многоканальных систем с трубками дрейфа, в которых предусмотрено 7, 19 (см. рис.В.5, слева) и 37 апертур с размещенными в них миниатюрными магнитными квадру-польными линзами.

Рис.В.5. 19-канальная трубка дрейфа с магнитными квадру-польными линзами (показаны обмотки для одной линзы) и 4-канальная линза с электростатической фокусировкой

При этом предполагалось, что в качестве инжектора для таких систем будут использованы хорошо отработанные источники типа дуоплазматрона, Пеннинга, вакуумно-дуговые и т.д. Пучок от источника с помощью фокусирующих устройств преобразуется в широкий слабо сходящийся (почти параллельный) пучок. Его диаметр на входе в многоканальную ускоряющую структуру (МУС) приблизительно равен диаметру области, занимаемыми всеми апертурами структуры. Однако отношение суммарной площади поперечного сечения, занимаемой всеми апертурами к полной площади поперечного сечения коэффициент прозрачности системы) составляет лишь 20% из-за необходимости размещения обмоток линз. Заметим, что малый коэффициент прозрачности системы неизбежно сопровождается увеличением электрической емкости ускоряющих зазоров и соответствующим увеличением эквивалентной емкости резонансной системы. Это ведет к повышению расхода ВЧ мощности. По-видимому, современные достижения в области создания квадрупольных линз на постоянных магнитах позволят повысить прозрачность такой системы. С этой точки зрения, более эффективным для одновременного ускорения большого числа пучков является использование не магнитных, а электростатических квадрупольных линз [32] (см., например, рис.В.5,справа). В таких системах каждый отдельный пучок фокусируется в соответствующем канале с электростатическими квадруполями, а ускорение всех пучков производится в общих- ускоряющих зазорах с ВЧ полем. Коэффициент прозрачности в этом случае составляет около 30%.

В настоящее время рассматриваются и другие реализации многоканальных систем, связанные с различными видами фокусировки. Среди них следует особенно выделить многоканальные системы с ВЧ фокусировкой, в частности, с ПОКФ и АФПФ. Особенно высокий коэффициент захвата с учетом продольного и поперечного согласования пучка имеют системы с ПОКФ, где эта величина достигает 95-98% [33,35]. Такой высокий коэффициент. захвата в каждом отдельном канале достигается тем, что на входе канала необходимо использовать устройство адиабатического согласования в виде так называемого "раструба". Это устройство предназначено для плавного повышения жесткости фокусировки и обеспечения поперечной устойчивости частиц, отличающихся от синхронной на ± 180°[36]. Однако установка таких раструбов перекрывает основную часть пучка и прозрачность многоканальной системы с ПОКФ оказывается низкой и не превышает 2030%.

Большинство проблем, связанных с созданием многоканальных систем, существенно упрощаются, если использовать многоканальные ускоряющие системы с АФПФ [37,38]. Эти системы обладают наилучшими показателями по прозрачности, где этот коэффициент достигает 60-70%. В таких системах ускоряюще-фокусирующие электроды имеют простейшую геометрическую форму дисков с выполненными в них по кондуктору отверстиями, причем число каналов может достигать десятков и сотен. Простая форма электродов особенно удобна для их промышленного тиражирования и использования в прикладных ускорителях. Для таких многоканальных систем наиболее удобно использовать многоканальный инжектор с соответствующими согласующими устройствами. Вариант 19-канальной системы инжектора на энергию 100 кэВ приведен на рис.В.6, слева, а на рис.В.6,справа, приведена фотография 19-ка-нального электростатического согласующего устройства в виде набора однопотенциальных фокусирующих линз.

Расчетно-теоретические исследования показали высокую эффективность применения на входе таких устройств. Однако при предварительной проработке такой системы выявился ряд сложных научно-технических проблем, затрудняющих ее использование в технологических ускорителях. Она требует сложной диагностической аппаратуры, устройств обслуживания и квалифицированного персонала. Поэтому дальнейшая проработка этого варианта перенесена на более поздние сроки и в диссертации не рассматривается.

Рис.В.6. 19-канальная система формирования пучков с поперечной компрессией (слева) и 19-канальное электростатическое согласующее устройство (справа)

В настоящее время появляются предложения по обеспече нию соответствующих условий ВЧ согласования пучка с кана лом на входе ускорителя с АФПФ с тем, чтобы обеспечит фазовый захват пучка в отдельном канале сравнимый с фазо вым захватом пучка в канале с ПОКФ. Идеология, разрабо танная при создании согласующих устройств с ПОКФ под ру ководством И.М.Капчинского с использованием продольного поперечного адиабатического согласования пучка от инжек тора с ВЧ ускоряющим каналом, применительно к системам осесимметричными ВЧ фокусирующими полями использована работе [39]. В этой работе показано, что при использова нии таких устройств можно получить коэффициент захвата системе с АФПФ до 70-80%.

В середине 1980-х годов для проведения научной программы ИТЭФ возникла' необходимость перевода ускорителя И-2 в режим ускорения ионов гелия. Была создана компактная секция с АФПФ для ускорения однозарядных ионов гелия до энергии б МэВ. Она была размещена между действующим инжектором и входом в 1-й резонатор ускорителя И-2. В этой секции в канале длиной 0,75 м удалось обеспечить устойчивое и надежное ускорение ионов гелия с высоким темпом прироста энергии, средняя величина которого составила 7,5 МэВ/м. Секция была успешно испытана в режиме круглосуточной эксплуатации. В ней удалось ускорить ток 5 мА однозарядных ионов гелия-4. Этот результат дал возможность при использовании перезарядной мишени, установленной после этой секции, получить двухзарядную компоненту и ускорить ее во 2-м резонаторе ускорителя И-2 до б МэВ/н. До входа в протонный синхротрон удалось довести около 1 мА двухза-рядных ионов гелия. Комплекс вопросов, связанных с разработкой и созданием ускоряющей секции для перевода ускорителя И-2 в режим ускорения ионов гелия изложены в первой главе диссертации [40-49].

В 1983 году было принято Правительственное решение о создании в г.Дубне промышленного центра по производству трековых мембран (ТМ). Для этого наиболее эффективным средством являются пучки ускоренных тяжелых ионов[50-52]. Напомним, что проходя сквозь пленку облучаемого вещества, тяжелый ион образует канал сильного радиационного повреждения, где сложные молекулы облучаемого вещества (полимера, слюды, и т.д.) оказываются разорванными и расщепленными на более мелкие компоненты. Под действием окислителей эти химически активные компоненты захватывают атомы кислорода и образуют кислоты, а последующее травление переводит эти кислоты в легкорастворимые соли. В результате, в тех местах пленки, которые были "пробиты" ионами, образуются сквозные . отверстия, диаметр и форма которых зависят от типа и энергии иона, от облучаемого материала и от условий травления. Достигнутые в ИТЭФ результаты по созданию ускоряющих систем с ПОКФ для ускорения тяжелых ионов и ускоряющих структур с АФПФ для ускорения ионов гелия, а также почти 30-летний опыт безотказной круглосуточной работы протонного ускорителя И-2 убедили руководство проекта, что наиболее подходящим исполнителем такой работы является ИТЭФ. Вопросы, связанные с разработкой и созданием различных систем ускорителя для промышленного производства трековых мембран, изложены во второй главе диссертации [53-64].

Особые трудности возникают при создании ускоряюще-фокусирующих систем ВЧ прикладных ускорителей, связанных с необходимостью проведения дистанционной идентификации материалов. Актуальность проблемы обнаружения взрывчатых и делящихся веществ или наркотических средств на таможенных комплексах обусловлена ростом количества и разнообразием форм их использования преступными группами. В НИИЭФА предложен метод обнаружения взрывчатых веществ на основе анализа гамма-излучения, генерируемого при неупругом рассеянии быстрых нейтронов [65,бб]. Аналогичные методики могут использоваться при анализе поверхностей планет [67,68], при мониторинге загрязнения околоземного космического пространства-радиоактивным мусором[69], для диагностики ТВЭЛов, находящихся в эксплуатации [166-168] и в ряде других приложений. Практическая реализация метода долгое время сдерживалась отсутствием компактных и интенсивных источников нейтронов. Предварительные исследования, проведенные в ИТЭФ показали, что для определения делящихся веществ наиболее информативными ионами являются ускоренные дейтроны. Поэтому была поставлена задача по разработке компактного короткоимпульсного ускорителя дейтронов на энергию 10 МэВ с малой угловой расходимостью ускоренного пучка. Решение проблемы транспортировки интенсивного ускоренного пучка ионов на удаленный объект связано с возможностью получения ускоренных пучков с предельно малой угловой расходимостью. Одним из наиболее перспективных подходов является переход к многоканальному ускорению большого числа пучков малого сечения [25-34]. В этом случае суммарный ток на удаленной мишени пропорционален числу ускоренных пучков N,a суммарный эмиттанс пучка пропорционален №'5. Важным аспектом является проблема регистрация сигнала-отклика в условиях сильных фоновых излучений. В ИТЭФ предложена, разработана и успешно апробирована на электронном ускорителе "Факел" Курчатовского института методика регистрации запаздывающего гамма-излучения, основанная на, измерении его временных и энергетических спектров [70-75]. Эти исследования позволили обоснованно сформулировать основные требования на параметры ускорителя дейтронов.

При создании многоканальной системы для прикладного линейного ускорителя' особую важность приобретают требования простоты и надежности конструкции ускоряющей структуры. Сопоставление различных конструкций многоканальных систем показало, что системы с использованием АФПФ имеют простую конструкцию и компактные размеры. Компактные резонаторы позволяют получить минимальную запасенную энергию, а отсутствие сильных магнитных полей предотвращает возможность опасной концентрации энергии разрядов в локальных точках. Кроме того, компактные размеры секции с АФПФ позволяют упростить задачу предотвращения запыленности при подготовке и запуску ускорителя. Простота конструкции элементов ускоряющих структур с АФПФ позволяет обеспечить повторное изготовление таких секций с высокой точностью. В процессе экспериментов на специально созданном ускорителе протонов с АФПФ на энергию 530 кэВ была продемонстрирована возможность одновременного ускорения семи и девятнадцати пучков с током в десятки миллиампер. Все указанные выше проблемы, а также вопросы разработки и создания ускоряюще-фокусирующей системы для экспериментального ускорителя дейтронов рассмотрены в третьей главе диссертации [69-84] .

Расчетно-теоретические и экспериментальные работы, связанные с исследованием вопросов одновременного ускорения большого числа •пучков в каналах с АФПФ, показали возможности ускорения интенсивного пучка ионов с малой расходимостью до энергии 0,5-1 МэВ. Однако при дальнейшем ускорении пучков в каналах, в которых используется АФПФ, приходится считаться с неизбежным ростом поперечных размеров пучков в каналах многолучевого ускорителя из-за снижения жесткости фокусировки. Наши исследования показали, что жесткость фокусировки можно сохранить, если ввести в ускоряющие зазоры дополнительные фокусирующие элементы - пространственные фокусирующие решетки [85]. Постепенное увеличение числа таких фокусирующих решеток в ускоряющих зазорах позволяет обеспечить фокусировку практически всех частиц независимо от фазы влета в ускоряющий канал. Кроме того, размещение фокусирующих решеток в ускоряющих зазорах позволяет осуществить дополнительную взаимную экранировку пучков от кулоновского взаимодействия в процессе ускорения. Фокусирующая решетка представляет собой конструктивный элемент, который изготавливается на стандартном фрезерном станке и может легко тиражироваться с высокой •точностью. Более того, конструкция пространственной решетки такова, что при создании оказывается возможным произвести предварительную юстировку заготовок решеток. По полученной разметке осуществляется юстировка всей системы каналов.

Ускоряющие системы с решеточной фокусировкой могут найти широкое применение при создании прикладных ускорителей ионов вплоть до самых тяжелых, в которых требуется обеспечить высокую поперечную яркость интенсивного ускоренного пучка. В четвертой главе диссертации изложен принцип действия решеточной фокусировки и результаты исследования устойчивости поперечного движения ионов, а также приведены результаты разработки и технической реализации соответствующих многоканальных ускоряющих структур с решеточной фокусировкой [85-94].

Существо и научная новизна диссертации нашла отражение в 21 изобретении, 19 из которых подтверждены авторскими свидетельствами и патентами Российской Федерации. Практическая ценность работы состоит в том, что большинство изобретений оформлены и реализованы как при выполнении прямых заданий научного руководства ИТЭФ (работы по переводу протонного инжектора И-2 синхротрона ИТЭФ в режим ускорения ионов[49], разработка подходов по ускорению сверхтяжелых ионов, -включая кластерные ионы), так и при выполнении договорных работ с внешними заказчиками. В частности, при выполнении работ по договору с Минатомом по разработке ускоряюще-фокусирующих систем с решеточной фокусировкой оформлено- 3 изобретения[85,86,94], по договору с НИИ вакуумной техники им. С.А.Векшинского на разработку ускоряющей системы с регулируемой выходной энергией - 3 изобретения[46, 144, 145], по договору с приборным заводом "Тензор" по разработке и созданию специализированного ускорителя - 4 изобретения [55,56,62,64], по договору с Минатомом на разработку ускорителя для дистанционной идентификации материалов - 1 изобретение[70], при разработке и создании экспериментального ускорителя тяжелых малозарядных ионов по заказу Минатома - 4 изобретения[18,19,22, 35], а также оформлено 4 изобретения, относящихся к комбинации ускорителя и подкритических размножающих сборок по проблемам энергетики [146,147], медицины[154] и трансмутации ядерных отходов[148].

Работы, положенные в основу диссертации, докладывались и обсуждались на Европейских конференциях по ускорителям ЕРАС (1988,1990,1994,2000), Национальных конференциях США по ускорителям (1993,1995,1999), Международных конференциях по линейным ускорителям ЫЫАС (1988, 1994, 1998, 2002) , Европейских конференциях по применению ускорителей в науке и технике ЕСААИТ(1997, 1999) , Международном симпозиуме по проблемам боронейтронозахватной терапии (ВЫСТ)(1996) и Международном семинаре по применению ускорителей для ВЫСТ (1994), Международном семинаре по использованию ускорителей для трансмутации ядерных отходов (1994), Международном семинаре по применению ускорителей в промышленности и медицине (2001), Международной конференции по ускорителям заряженных частиц (198 6), Совещаниях по ускорителям заряженных частиц (1980,1992,1996,1998,2002), Всесоюзных семинарах по ускорителям (1977,1981,1987,1989,1997), конференции по ионно-лучевой технике, технологии и оборудовании для ионной имплантации (1991), Научно-отраслевых сессиях МИФИ (2001-2003).

По теме диссертации опубликовано 4 8 научных работ, 21 изобретение, 19 из -которых оформлены авторскими свидетельствами и патентами, и 8 научных отчетов, приравненных к публикации и имеющих номер государственной регистрации.

Структура и объем-диссертации

Материалы диссертации изложены на 253 страницах, включая 130 рисунков, 27 таблиц, состоит из оглавления, введения, 4 глав, заключения, списка литературных источников из 171 наименования на 25 страницах.

Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

• Обоснование конструктивной простоты, компактности и надежности эксплуатации ВЧ ускоряющих структур линейных ускорителей ионов прикладного назначения на основе ре-зонаторных и вибраторных систем обеспечивается за счет использования в них каналов с фазопеременной фокусировкой (ФПФ) (а.с. СССР № 820642, № 1424711, № 1575923, № 1723979, патент РФ № 2032285) .

• Научно-техническое обоснование схемы расширения набора ускоряемых ионов на инжекционном комплексе И-2 протонного синхротрона при минимальном изменении штатной схемы ускорителя-инжектора и минимальном времени перехода от режима ускорения протонов к режиму ускорения ионов (а.с. СССР К' 1494254, № 1757134).

• Результаты разработки, создания и испытаний в составе штатного оборудования ускорителя И-2 компактных ускоряющих секций с ФПФ на энергию 1,5 МэВ/нуклон для ионов с приведенной массой т*=2 и т*=4. В ускоряющей структуре для ионов с ш*=4 достигнут рекордный для ВЧ ускорителей ионов средний темп набора энергии 7,5 МэВ/м, что позволило провести комплекс физических исследований на протонном синхротроне ИТЭФ с ускоренными ионами гелия

• Научно-техническое обоснование выбора структурной схемы, параметров и режимов эксплуатации резонансного ускорителя тяжелых ионов на энергию 1,7 МэВ/нуклон для использования в технологическом ускорительном комплексе для промышленного производства трековых мембран на приборном заводе «Тензор», включая выбор элемента, энергии ионов на входе и выходе, частот ускорения, длительности и частоты следования импульсов, а также конструктивное выполнение ряда узлов (ускоряющие резонаторы предобди-рочной части, промежуточная перезарядка пучка на газовой мишени, формирование широкого поля равномерного облучения полимерной пленки) с учетом специфики эксплуатации комплекса в заводских условиях (а.с. СССР № 847832, патенты РФ № 2033708, № 2047285, положительное решение о выдаче патента РФ по заявке № 94037126) .

• Результаты разработки, создания и испытаний ускоряюще-фокусирующей системы экспериментального ускорителя ионов с ФПФ для ионов с приведенной массой ш*=4б на энергию 310 кэВ/н, на котором ускорены ионы вольфрама и молибдена и произведены эксперименты по выбору оптимального режима облучения полимерных пленок толщиной 10 микрон.

Результаты разработки ускоряюще-фокусирующей системы компактного короткоимпульсного ВЧ ускорителя легких ионов для отработки методики дистанционной идентификации делящихся веществ с использованием ядерно-физической измерительной аппаратуры, регистрирующей запаздывающие гамма кванты (патент РФ № 2032285).

Результаты исследования компактных многоканальных резонансных ускоряющих структур с фокусировкой ВЧ полем для решения научно-технических и технологических проблем, возникающих при проектировании ускорителей прикладного назначения с малой угловой расходимостью интенсивного ускоренного пучка ионов на выходе ускорителя (а.с. СССР № 831044, № 856370, № 1424711) .

Результаты разработки, создания и испытания 19-ка-нального экспериментального ускорителя протонов с ФПФ на энергию 0,53 МэВ с суммарным током ускоренного пучка 42 мА.

Конструкция многоапертурного фокусирующего элемента -пространственной фокусирующей решетки и результаты теоретических исследований особенностей фокусировки пространственными решетками (решеточной фокусировки) при их использовании в высокочастотных ускоряюще-фокусиру-ющих системах прикладных линейных ускорителей с числом каналов более 100 (а.с. СССР № 256492, № 260061, патент РФ № 2163426).

Результаты экспериментальных исследований различных вариантов ускоряющих структур на основе многокамерных Н-резонаторов и резонаторов на основе четверть- и полуволновых вибраторных систем для реализации принципа ВЧ деления потенциала в системах с решеточной фокусировкой для прикладных ВЧ линейных ускорителей легких ионов с числом каналов более 100.

Похожие диссертационные работы по специальности «Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника», 01.04.20 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника», Плотников, Сергей Валентинович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главным итогом диссертации являются результаты разработки и создания ВЧ- ускоряюще-фокусирующих систем, которые предложены и исследованы с участием автора в процессе создания компактных линейных резонансных ускорителей ионов для решения актуальных народнохозяйственных задач в ряде областей науки -и техники, медицины, экологии.

Основой разработанных вариантов прикладных ускорителей являются системы, в которых при ускорении пучков ионов устойчивость их продольного и поперечного движения достигается путем внесения в конструкцию ВЧ резонансной ускоряющей системы соответствующих изменений для обеспечения продольной и поперечной устойчивости ускоряемого пучка.

Установлено, что особенно удобно использование в ускорителе прикладного назначения высокочастотных структур . с асимметричной фазопеременной фокусировкой(ФПФ). Такая фокусировка позволяет:обеспечить компактность, надежность, технологичность изготовления ускорителя. Особенно ярко это проявилось при создании ускоряющей секции для перевода ускорительного комплекса синхротрона ИТЭФ в режим ускорения ионов гелия.1

Показано, что при разработке и создании прикладных ускорителей зачастую приходится обращать серьезное внимание на такиа. проблемы,' которые не являются первостепенными при разработке уникальных ускорителей, используемых для научных исследований. В первую очередь, это вопросы нахождения оптимального соотношения между производительностью получения продукции при помощи ускорителей и затратами на их создание и эксплуатацию. Кроме того, на первый план все чаще выходят проблемы обеспечения устойчивой экологической ситуации в воздухе, воде, космосе.

Сложный комплекс проблем разрешен при разработке ускорительного комплекса тяжелых ионов для промышленного изготовления ядерных фильтров. В настоящее время Министерства здравоохранения, обороны и другие потребители предъявляют жесткие требования к чистоте используемых жидкостей и газов. Сегодня этим требованиям в наилучшей степени удовлетворяют фильтры на основе трековых мембран, которые получаются при помощи пучков ускоренных тяжелых иоI нов с последующей химической обработкой. Для экспериментального уточнения параметров ускоряющих резонаторов промышленного ускорителя ионов вольфрама и отработки режимов импульсного облучения пленки был разработан, создан и исследован-, экспериментальный ускоритель тяжелых . малозарядных ионов с фазопеременной фокусировкой на энергию 310 кэВ/нуклон, на котором проведены 'эксперименты по пробному облучению полимерных пленок из ПЭТФ толщиной 10 мкм.

Результаты расчетно-теоретических и экспериментальных работ позволили разработать проект ускорительного комплекса тяжелых ионов для промышленного производства трековых мембран на приборном заводе "Тензор" в г.Дубне. Особое внимание было уделено вопросам адаптации ускорителя к условиям его .эксплуатации в .составе промышленного комплекса, где большую важность имеют вопросы надежности работы всех систем и экономичности эксплуатации.

Показано, что для решения многих задач, возникающих при создании прикладных линейных ускорителей ионов, целесообразно использовать в их начальной части многоканальные ВЧ ускоряюще-фокусирующие системы. Преимущества многоканальных систем становятся особенно очевидны, если число пучков составляет сотни и тысячи. Сопоставление од-ноканальных и многоканальных систем показывает также, что для повышения яркости ускоренного пучка надо стремиться к минимизации апертуры канала при сохранении суммарного значения"тока путем-увеличения числа каналов. На экспериментальном 19-канальном ускорителе протонов с ФПФ получен суммарный ускоренный ток около 40 мА. Дальнейшее повышение интенсивности ускоренного пучка в значительной степени зависит от возможностей многоканальной системы инжек-ции пучков.

В диссертации рассмотрено применение методов неразру-шающего дистанционного контроля элементного состава удаленных объектов путем определения ядерно-физических параметров вещества. Изложена предложенная и разработанная при участии автора методика дистанционной идентификации и контроля объектов. Разработанные" в диссертации ВЧ уско-ряюще-фокусирующие системы, могут быть использованы в компактных и экономичных линейных ускорителях дейтронов (протонов), предназначенных для эксплуатации их в диагностических комплексах для неразрушающего контроля элементного состава высокорадиоактивных ТВЭЛов, находящихся в эксплуатации. Показано, что для решения многих задач, возникающих при создании прикладных линейных ускорителей ионов, целесообразно использовать в их начальной части многоканальные ВЧ ускоряюще-фокусирующие системы.

Автором предложены пути сохранения жесткости фокусировки многоканальной системы с высокой плотностью размещения каналов. Предложен и исследован новый многоканальный фокусирующий электрод - пространственная решетка. Использование этих электродов, устанавливаемых внутрь ускоряющих зазоров, дает возможность одновременного ускорения сотен пучков, поскольку позволяет сохранить жесткость фокусировки во всех каналах, экранировать пучки друг от друга и, таким образом, предотвратить нарастание поперечных размеров пучков.

Вопросы создания 'эффективных ВЧ ускоряюще-фокусирующих систем для линейных ускорителей прикладного назначения -результат труда коллектива. При изложении разных аспектов указанных проблем бывает сложно избежать частичного использования результатов, полученных коллегами по работе. Автор приносит глубокую благодарность всему коллективу лаборатории прикладных линейных ускорителей и ряду сотрудников смежных подразделений ИТЭФ, с которыми он много лет работал по тематикам, отраженным в данной работе. Особо следует отметить вклад А.И.Балабина, А.Б.Зарубина, Г.Н.Кропачева, И.О.Паршина, Н.А.Нестерова, Д.Н.Селезнева, В.И.Турчина, С.Б.Угарова. Автор пользуется случаем выразить глубочайшую признательность и сердечную благодарность руководителю • лаборатории прикладных ускорителей доктору технических наук Виктору Владимировичу Кушину. При работе с В.В.Кушиным в течение более 25 лет автор данной диссертации .всегда испытывая дружеское участие и поддержку при постановке и решении многих научно-технических проблем,^ часть ■ которых отражена в данной диссертации, а также в кандидатской диссертации, которая была написана под его научным руководством.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Плотников, Сергей Валентинович, 2003 год

1. A.P.Armagnas. Popular Science, 173, No.5, 1958.

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

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

4. В.В.Владимирский, И.М.Капчинский, В.А.Тепляков. Линейный ускоритель ионов. БИ №10, 1970, A.c. СССР № 265312.

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

6. В.В.Кушин. Способ фокусировки заряженных частиц. A.c. СССР № 269368.

7. В.В.Кушин. О повышении эффективности фазопеременной фокусировки в линейных ускорителях. Атомная энергия, 1970, т.29, в.2., с.123.

8. В.С.Артемов, В.А.Баталин, Е.Н.Данильцев, А.Ю.Дядин,

9. A.Б.Зарубин, Д.Д.Иосселиани, И.М.Капчинский, А.М.Козо-даев, А.Р.Курс, . В.В.Кушин, Н.В.Лазарев, И.М.Липкин, И.О.Паршин, С.В.Плотников, В.С.Скачков, С.Б.Угаров,

10. B.Г.Шевченко. Ускорение двухзарядных ионов ксенона впервой секции линейного ускорителя для установки инерционного УТС на пучке тяжелых ионов. Труды 13 международной конференции по ускорителям заряженных частиц. Новосибирск,- Наука, 1987, с.237.

11. В.Г.Папкович, Н.А.Хижняк, Н.Г.Шулика. Переменно-фазовая фокусировка в линейных ускорителях. Вопросы атомной науки и . техники. Серия: Техника физического эксперимента, вып.2(2), Харьков, 1978, с.51.

12. С.В.Плотников, П.А.Федотов. Ускорение тяжелых ионов в системах с пониженной энергией инжекции. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Техника физического эксперимента. Вып.1(3), Харьков, ХФТИ АН УССР, 1979, с. 53.

13. С.В.Плотников. Влияние обдирки пучка тяжелых ионов на режим работы линейного ускорителя. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Техника' физического эксперимента. Вып.1(3), Харьков, ХФТИ АН УССР, 1979, с.30.

14. П.А.Федотов. Развитие метода .асимметричной фазопере-менной фокусировки для линейных ускорителей тяжелых ионов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических'наук, М., 1981.

15. А.В.Шальнов, В.К.Баев, Н,М.Гаврилов. Малогабаритные линейные резонансные ускорители ионов на малые энергии с фокусировкой ускоряющим полем. Вопросы атомнойнауки и техники. Серия: Техника физического эксперимента, 1985, вып.2 (23), с.28.

16. В.В.Кушин, С.В.Плотников. Особенности фокусировки тяжелых ионов в линейном ускорителе. Труды Радиотехнического института АН СССР, №36, М., 1980, с.61.

17. В.В.Кушин, С.В.Плотников, П.А.Федотов. Ускоряющаяструктура. A.c. СССР № 820642.

18. Е.В.Громов, В.В!Кушин, С.В.Плотников. Ускоряющая структура. A.c. 'СССР № 856370.

19. В.К.Баев, Н.М.Гаврилов, С.А.Минаев, А.В.Шальнов. Линейные резонансные ускорители ионов с фокусировкой аксиально-симметричным ускоряющим полем, Журнал технической физики, т.53', в.7, 1983, с.1287.

20. Н.Н.Виноградский, А.Ю.Дядин, А.Б.Зарубин, В.В.Кушин, Н.А.Нестеров, Д.В.Пильщиков, С.В.Плотников. Ускоряюще-фокусирующая система для линейного резонансного ускорителя тяжелых ионов. A.C. СССР № 1575923.

21. В.В.Кушин, Б.П.Мурин. Многолучевой ускоритель с фазопеременной фокусировкой. Заявка на изобретение2019006 от 22.04.74.

22. Н.М.Гаврилов, Е.В.Громов, В.В.Кушин, П.А.Федотов. Формирование пучков заряженных частиц. Труды 5 Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц. Т.1, М., Наука, 1977, с.333.

23. К.И.Гусева, В»В.Кушин, В.Н.Михайлов, Б.П.Мурин, П.А.Федотов. О возможности повышения интенсивности и фазовой плотности пучков в линейных ускорителях. Труды РТИ АН СССР, №30, М., 1977, с.21.

24. Е.В.Громов, В.В.Кушин, С.С.Степанов. Ускорение ионов в многоканальных ускоряющих структурах. Разработка, эксплуатация и применение линейных ускорителей. Сб. научных статей МИФИ, М., Энергоатомиздат, 198 4, с. 21.

25. В.В.Кушин, В.П.Зубовский, С.В.Плотников, Д.Н.Селезнев Особенности конструкции 19-канальной ускоряющей секции. ISBN 5-7262-0401-8. В сб. "Научная сессия МИФИ-2002", Т.7, М., МИФИ, 2002, с.139.

26. A.W.Maschke. MEQALAC: A New Approach to Low Beta Acceleration. Preprint BNL 51029, June, 1979.

27. T.P.Wangler. Summary For Working Group On' Multiple Beams^ and Funneling. High-Current, High-Brightness and High Duty Factor Ion Injectors. Workshop. San Diego, 1985, New York, 1986, p.173.

28. R.T.Avery, C.S.Chavis, T.J.Fessenden, D.E.Gough, T.F.Henderson, D.Keefe, J.R.Meneghetti, C.D.Pike, D.L.Vanecek, A.I.Warwick. MBE-4, a Heavy Ion Multiple-Beam Experiment.-- IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol.NS-32, No.5, October 1985, p.3187.

29. V.Kapin, M.Inoue, Y.Iwashita and A.Noda. Beam Science and Technology, . NSRF, Institute for Chemical Res. Kyoto Univ., 1999,.p.13.

30. R.J.Burke, D.L.Johnson, L.L.Carter. Multiple Uses of an Upgraded FMIT Facility. IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol.NS-32, No.5, October 1985, p.3347.

31. Е.В.Громов, В.В.Кушин, С.В.Плотников. Ускоряющая структура.- А.с. '.СССР N'83104 4, Бюл. Изобр. № 12, 1985.

32. А.И.Балабин, И.М.Капчинский, И.М.Липкин. О выборе профиля электродов согласующего раструба на входе линейного ускорителя с ПОКФ. Вопросы атомной науки и техники. Серия:' Техника физического эксперимента. Харьков, 1983, в.3(15), с.39.

33. В.В.Кушин, Б.П.Мурин, П.А.Федотов. Многопучковый ускоритель тяжелых ионов с фазопеременной фокусировкой. Приборы и техника эксперимента, 1981, N'2, с. 25.

34. Н.Е.Виноградов. Эффекты высокочастотной фокусировки ионных пучков в поле периодического резонатора. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, М., МИФИ, 2001.

35. В.С.Артемов, В.А.Баталин, И.М.Капчинский, В.В.Кушин,9

36. И.М.Капчинский, P.А.Романовский, В.С.Столбунов. Экспериментальное изучение динамики' пучка ионов гелия в линейном ускорителе И-2. Препринт ИТЭФ №166-88, М., ЦНИИатоминформ, 1988.

37. М.Л.Гусев, В.В.Кушин, А.Ю.Орешников, С.В.Плотников, Д.Н.Селезнев, С.Б.Угаров, И.В.Хоменко. Ускоряющая структура для линейного резонансного ускорителя ионов. А.с. СССР № 1494254, БИ № 26, 1989.

38. В.В.Кушин, С.В.Плотников. Новые применения фазопере-менной фокусировки.- В сб. "Ускорители заряженных частиц и"радиационная физика", Ч.З, МИФИ, 1988, с.221.

39. С.В.Плотников. Резонансные ускоряющие структуры типа прямоугольных Н-резонаторов для ускорителей ионов с фазопеременной фокусировкой. Приборы и техника эксперимента", №1, М., 1990, с.41.

40. М.Л.Гусев, В.В.-Кушин, А. Ю. Орешников, С.В.Плотников, Д.Н.Селезнев, В.С.Столбунов, И.В.Хоменко. Линейный резонансный ускоритель ионов с разными отношениями заряда к массе. A.c. СССР- № 1757134.

41. В.Н.Барашенков, Г.Н.Флеров. Практические применения пучков тяжелых ионов. Успехи физических наук, Наука, 1974, с.351 .•

42. Г.Г.Гульбекян, Б.А.Кленин, А.М.Мордуев, Р.Ц.Оганесян, К.Хавличек, В.А.Чугреев. Получение выведенных .пучков на циклическом имплантаторе тяжелых ионов ИЦ-100. Со общения ОИЯИ № 9-86-785, ОИЯИ, Дубна, 1986.

43. Г.Н.Флеров, П.КкАпель, А.Ю.Дидык, В.И.Кузнецов, Р.Ц.Оганесян. Использование ускорителей тяжелых ионов для изготовления трековых мембран. Атомная энергия, т.67, в.4, 1989, с.274.

44. Ю.К.Батыгин, В.В.Кушин, Н.А.Нестеров, С.В.Плотников. Выравнивание плотности пучка в канале с нелинейной оптикой. Труды 13 Совещания по ускорителям заряженных частиц, Дубна, 1993, Т.2, с.26.

45. V.V.Kushin, N.A.Nesterov, I.O.Parshin, S.V.Plotnikov. ITEP Heavy Ion .Alternating Phase Focusing Linac. Proceedings of the 1993 Particle Accelerator Conference, IEEE, V.3, 1993, p.1798.

46. А.А.Алдошин, И.Б.Барсуков, Е.Д.Воробьев, А.Б.Зарубин, В.И.Кузнецов, В.В.Кушин, Ю.Д.Никитский, С.В.Плотников, И.В.Чувило. Способ изготовления трековых мембран. Патент Российской Федерации N 2047285, БИ № 30 (1995).

47. В.С.Артемов, В.В.Кушин, С.В.Плотников. Мишенный узел для импульсного линейного ускорителя ионов. Патент Российской Федерации N 2033708, БИ № 11 (1995) .

48. У.К.Batygin, V.V.Kushin, S.V.Plotnikov. Circular Beam Scanning of Large Targets. Proceedings of the 4tht

49. European Particle Accelerator Conference, World Scientific, London, 1994, Vol.3, p.2435.

50. V.V.Kushin, S.V.Plotnikov. Alternating Phase Focusing (APF) Linacs Developments and their Possible Applications. Proceedings of the 4th European Particle Accelerator Conference, World Scientific, London, 1994, Vol.3, p.2661.

51. I.В.Barsukov, I.V.Chuvilo, V.V.Kushin, S.V.Plotnikov. Project of the Industrial Heavy Ion Linac for Particle Track Membranes (PTM) Production. Proceedings of the 1994 International Linac Conference, Tsukuba, Japan, 1994, Vol.2, p.740.

52. Y.K. Batygin, V.V.Kushin, S.V.Plotnikov. Uniform target irradiation by circular beam sweeping. Nucl. InstrT & Meth. in Phys. Res., A 363 (1995) p.128.

53. Ю.К.Батыгин, В.В.Кушин, С.В.Плотников. Способ импульсного облучения протяженных мишеней. Решение о выдаче патента РФ по заявке № 94037126 от 24.10.1995.

54. В.В.Кушин, С.В.Плотников. Устройство для круговой развертки пучка заряженных частиц. А.с.СССР № 847832.

55. В.Bogdanovitch, N.Len, A.Nesterovitch. A Space Accelerator Station for Planet Substance Analysis. Proc. EPAC-98, Stockholm, 1998, p.797.

56. М.Ф.Ворогушин, Ю.М.Гавриш, А.Б.Ефимов, А.В.Сидоров. Возможности определения элементного состава поверхности Куны с использованием линейного ускорителя ионов водорода.-Препринт НИИЭФА П-0922. М., ЦНИИатоминформ, 1993.

57. Л.И.Аристов, А.Н.Владимиров, В.В.Кушин, Н.А.Лень,

58. О.В.Михеев, С.В.Плотников, Л.С.Новиков. Радиационный мониторинг космического пространства пучками заряженных частиц. Инженерная экология, 2001, № 3, с.11.

59. М.М.Данилов, В.В.Кушин, Ю.Д.Катаржнов, В.Г.Недопекин, С.В.Плотников, В.И.Рогов, И.В.Чувило. Способ определения ядерно-физических параметров и элементного состава сборки, содержащей делящиеся вещества. Патент РФ № 2130653 (1999).

60. М.М.Данилов, Ю.Д.Катаржнов, В.В.Кушин, В.Г.Недопекин,

61. С.В.Плотников, Б.И.Рогов,. И.В.Чувило. Исследование гамма-излучения, стимулированного в различных материалах импульсами быстрых нейтронов наносекундной длительности. Научно-технический отчет, Учетный № 885, ИТЭФ, М.'., 1994 .

62. М.М.Данилов, Ю.Д.Катаржнов, В.В.Кушин, В.Г.Недопекин, С.В.Плотников, В.И.Рогов, И.В.Чувило. Эксперименты для разработки метода дистанционной идентификации делящихся и других веществ. - Атомная энергия», т.77, вып.б, декабрь 1994, с.424.

63. А.И.Балабин, H.H.Виноградский, А.Ю.Дядин,А.Б.Зарубин,

64. B.С.Кабанов, Г.Й.Кропачев, Б.К.Кондратьев, В.В.Кушин,

65. C.Б.Манусаджян, Н.М.Миусов, С.В.Плотников,В.И.Турчин, С.Б.Угаров. Научно-технический отчет. Учетный номер Т-8490, ИТЭФ, М., 1989.

66. А.И.Балабин, Н.Н.Виноградский, А.Ю.Дядин,А.Б.Зарубин,

67. B.С.Кабанов, Г.Н.Кропачев, Б.К.Кондратьев, В.В.Кушин,

68. C.Б.Манусаджян, .Н.М.Миусов, С. В .Плотников, В.И.Турчин, С.Б.Угаров. Научный отчет Т-8558, М., 1990.

69. V.Ganelin, V.Kushin, N.Nesterov, S.Plotnikov, D.Se-leznev, N.Vinogradskiy, A.Zarubin. Multichannel Alternating Phase Focusing Structure for Light Ion Resonant Linac. 5th European Particle" Accelerator Conference, Abstracts, Barcelona, 1996, p.157.

70. С.В.Плотников. Многопучковые ускоряющие системы.

71. BN 5-7262-0354-2. В сб. "Научная сессия МИФИ-2001",1. Т.7, Москва, МИФИ, с.155.

72. В.В.Кушин, В.П.Зубовский, С.В.Плотников, Д.Н.Селезнев. Особенности конструкции многоканального инжектора ионов. В сб. "Научная-сессия МИФИ-2003. Сборник научных трудов", Т. 7, М.,МИФИ,2003,с.163.

73. V.V.Kushin, V.G.Nedopekin, S.V.Plotnikov, V.I.Rogov. Accelerator-based Method of Nondestructive Analysis of Heat-producing Elements.-APAC'01. The Second Asian Particle Accelerator Conference. Abstract. Beijing, China, 2001, p.183.

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

75. А.Т.Балабин, В.С.Кабанов, В.В.Кушин, С.В.Плотников. Многоканальный резонансный ускоритель ионов с высокочастотной квадрулольной фокусировкой. А. с. СССР №260061.

76. А.И.Балабин, Н.Н.Виноградский,А.Ю.Дядин, А.Б.Зарубин, В.С.Кабанов, Г,Н.Кропачев, В.В.Кушин, С.Б.Манусаджян, Н.М.Миусов, С.В.Плотников, С.Б.Угаров. Отчет № Т. 8171, ИТЭФ, М., 1987.

77. А.И.Балабин, Н.Н.Виноградский, А.Ю.Дядин,А.Б.Зарубин,

78. B.С.Кабанов, Г.Н.Кропачев, Б.К.Кондратьев, В.В.Кушин,

79. C.Б.Манусаджян, Н.М.Миусов, С.В.Плотников, В.И.Тур-чин, С.Б.Угаров. Отчет Т-8341, М., 1988.

80. V.V.Kushin, S.VIPlotnikov. Space Lattice Focusing: On the Way to Extremely Low Accelerated Beam Divergence.-Proc. of the 18th Particle Accelerator Conf.' (PAC99), New York City, NY, USA, vol.5, p.3564 (1999).

81. V.Kushin, S.Plotnikov, A.Zarubin, B.Bondarev, A.Dur-kin. Multiple Channel Space Lattice Focusing and Features of Its Use in Applied RF Linac. Nucl. Instr. & Meth. In Phys. Res. В 161-163 (2000), p.1182.

82. В.В.Кушин, С.В.Плотников. Многоканальная ускоряющая система с решеточной фокусировкой. Часть 1. Принцип работы. ISBN5-7262-0354-2. В сб. "Научная сессия МИФИ-2001", Т.7, Москва, МИФИ, с.157.

83. В.В.Кушин, С.В.Плотников, Д.Н.Селезнев. Многоканальная ускоряющая -система с решеточной фокусировкой. Часть 2. ВЧ делитель потенциала для ускоряющей структуры. ISBN5-7262-0354-2. В сб. "Научная сессия МИФИ-2001", Т.7, Москва, МИФИ,с.159.

84. V.Kushin, S.Plotnikov, D.N.Seleznev, В.I.Bondarev,

85. A.P.Durkin. Multiple Channel Accelerator Structure with Space Lattice Focusing for' Experimental Ion Linac. Proceedings of European Particle Accelerator Conference (EPAC.2000), Vienna, Austria, 2000, p.860.

86. В.В.Кушин, С.В.Плотников. Многоканальная ускоряющая структура для линейного резонансного ускорителя ионов Патент РФ N'2163426 (2001) .

87. А.Е.Большаков, А.А.Васильев, М.А.Веселов,J1 .J1 .Гольдин,

88. Ю.Д.Безногих, Л.Р.Зиновьев, И.И.Карпов, В.А.Мончин-ский, " В.А.Попов.•О повышении интенсивности ускоренныхпучков ядер в протонных линейных ускорителях. Преtпринт ОИЯИ 9-9592, ОИЯИ, Дубна", 197 6.

89. S.Ohnuma, Th.Sluyters. Limitations of Accélération of Deuterons in Alvarez-Type Proton Linac. -Proc. Of 1968 Linac Accelerator Conférence, BNL 50120, p.201.

90. В.К.Плотников, И.М.Капчинский.• Основные физические параметры линейного ускорителя И-2. Препринт ИТЭФ № 389, М., 1965.

91. С.В.Плотников. Режимы высокочастотной фокусировки в ускоряющих структурах линейных ускорителей ионов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, М., ИТЭФ, 1986.

92. Н.В.Мак-Лахлан. Теория и приложения функций Матье. М., Советское радио, 1956.

93. А.И.Балабин, В.С.Кабанов, В.В.Кушин, И.М.Липкин. Численное исследование согласования пучка с пространственно-однородным ' квадрупольным каналом. Препринт ИТЭФ-28, М., 1984.

94. Б.И.Бондарев, В,.В.Кушин, Б.П.Мурин, А.П.Федотов. Линейные ускорители ионов. Т.1. М., Атомиздат, 1978.

95. А.Д.Власов. Теория линейных ускорителей. М., Атомиздат, 1965.

96. E.Baron. IEEE Transactions , NS-26, 1979, p.2411.

97. B.B.Кушин. Ускорение ионов в системах с асимметричной фазопеременной фокусировкой. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, М., 197 9.

98. В.В.Кушин, И.Д.Древаль. Расчетные характеристики протонного ускорителя с усовершенствованной фазопеременной фокусировкой на энергию от 70 кэВ до 5 МэВ. Отчет РАИАН СССР № 941, М., 1970.

99. Н.Бор. Прохождение атомных частиц через вещество. М., Изд. иностр. лит., 1950

100. А.М.Балдин, Ю.Д.Безногих и др. Ускорительный комплекс тяжелых ионов. Препринт ОИЯИ 9-11796, Дубна, 1978.114 . Numatron(project), Tokyo University, 1978.

101. И.С.Дмитриев, В.С.Николаев. Полуэмпирический метод расчета равновесного распределения зарядов в пучке быстрых ионов. Журнал экспериментальной и теоретической физики, 1964, т.47, в.8, с.615.

102. В.Д.Шестаков. Трековые мембраны: теория, эксперимент, основы технологии промышленного производства, применение. Диссертация на соискание ученой степени доктораIтехнических наук,- М., 1995.

103. В.Д.Шестаков, И.Б.Барсуков, Е.Д.Воробьев, В.И.Кузнецов, Ю.Д.Никитский. Устройство для облучения полимерных пленок. Положительное решение по заявке № 5056116/05 от 12Л0.92.

104. П.Ю.Апель. Процесс травления ультрамалых пор в поли-этилентерефталатных пленках, облученных тяжелыми ионами. Б1-18-13023, ОИЯИ, Дубна, 1979.

105. В.А.Баталии, Ю.Н.Волков, Т.В.Кулевой, С.В.Петренко.t

106. Вакуумно-дуговой . источник ионов металлов. Препринт ИТЭФ 37-91, М., 1991.

107. V.A.Batalin, T.V.Kulevoy, S.V.Petrenko, Y.N.Volkov. Vacuum arc ion.source for ITEP RFQ Accelerator. Rew. Scientific Instruments, 65(10), 1'994, p.3104.

108. JI.В.Розанов. Вакуумная техника. .- М., Высшая школа, 1990.

109. A.M.Koehler, R.J.Schneider, J.M.Sisterton. Flattening of proton dose distributions for large-field radiotherapy. Medical Physics, vol.4, 1977, p.297.

110. E.Kashy and B.Sherrill. A method for the uniform charged particle irradiation of large targets. Nucl. Instr. and Meth. In Phys. Res. N-H Amsterdam, B26 (1987)", p.610.

111. B.Blind. Zero-Degree Injection Line for PILAC, the Proposed Los Alamos Pion Linac. IEEE Particle Accelerator Conf. Proc., San Francisco, 1991, Vol.2, p.899.

112. Y.K.Batygin. Multipole Channel Parameters for Equalization of Beam Intensity Distribution. Proc. of the 1993 Part. Accel. Conf., Washington, 1993,Vol.1, p.50.

113. Е.А.Абрамян. Промышленные ускорители электронов. М., 1986, с.165.

114. B.Bogdanovitch^ V.Kalyushnuy, N.Len, A.Nesterovitch, V.Ostanin. Space-time Compression of Atom Beam in the Distance Analysis of Planet Surfaces. Proceedings of EPAC-98, Stockholm, 1998, p.815.

115. В.В.Фролов. Ядерно-физические методы контроля делящихся веществ. Энергоатомиздат, 1989.

116. Yu.A.Svistunov, М.F.Vorogushin, Yu.N.Gavrish, А.V.Sidorov, А.V.Fialkovsky. NPK LUTS project of contraband detection system. In Proc. of the 20 International Linac Conference. Monterey, 2000, V.2, p.639.

117. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. К.Кикоина. М., Атомиздат, 1976.

118. Альфа-, бета- и гамма-спектроскопии. Под редакцией К.Зигбана, М., вып. 2, Атомиздат, 1969, с.240.

119. Е.Адамов. Осуществление российской инициативы позволит решить проблемы безопасности и снизит угрозу распространения. Ядерный контроль, №1, 2001, с.4.

120. С.С.Степанов. Ускоряющая структура. А.с.СССР №1200837

121. Г.М.Анисимов, В.А.Тепляков. Фокусировка ускоряющим полем. ПТЭ, 1963, № 1, с.21.

122. F.Fer, P.Lapostolle, C.Bieth, A.Cabrespine. Cross-gradient focusing in linear accelerators. Труды Международной конференции по ускорителям, Дубна, 1963, М., Атомиздат, 1964, с.513.

123. М.Л.Гусев, В.В^Кушин, С.Б.Манусаджян, С.В.Плотников, Д.Н.Селезнев, С.Б.Угаров, И.В.Хоменко. Многоканальная ускоряющая структура, А.С.СССР № 1424711, 1988.

124. Д.Г.Кошкарев, В.В.Кушин, П.А.Федотов. Многозарядные пучки ионов в линейном ускорителе с фазопеременной фокусировкой. Письма в ЖТФ, 1979, с.5, вып.6, с.341.

125. А.А.Васильев, М.М.Данилов, Ю.Д.Катаржнов,Г.В.Киселев, В.В.Кушин, В.Г.Недопекин, С.В.Плотников, В.И.Рогов, И.В.Чувило, К.Ф.Гребенкин. Энергетическая ядерная установка. Патент РФ № 2035070, Бюлл. изобр. № 13, 1995.

126. М.М.Данилов, Ю.Д.КатаржновГ.В.Киселев, В.В.Кушин, В.Г.Недопекин, С.В.Плотников, В.И.Рогов,К.Ф.Гребенкин. Энергетическая электроядерная установка. Патент РФ № 2035072, Бюлл. изобр. №13, 1995.

127. М.М.Данилов, Ю.Д.Катаржнов, Г.В.Киселев, В.В.Кушин, В.Г.Недопекин, С.В.Плотников, В.И.Рогов, И.В.Чувило, К.Ф.Гребенкин. Ускорительный комплекс для трансмутации отходов ядерного производства. Патент РФ №2034414, Бюлл/ изобр. № 12, 19'95.

128. М.М.Данилов, Ю.Д.Катаржнов, Г.В.Киселев, В.В.Кушин,

129. А.И.Балабин, . Б.И.Бондарев, В.В.Васильев,

130. A.П.Дуркин, Г.Н.Кропачев, В.В.Кушин, И.О.Паршин,

131. C.В.Плотников. Ускоряюще-фокусирующий канал линейного резонансного ускорителя дейтронов для нейтронного источника.- Научно-технический отчет ИТЭФ, Per. №856, ИТЭФ, М.,' 1993.

132. А.М.Козодаев, О.В.Шведов, В.Н.Конев, Б.Ю.Шарков,

133. В.В.Кушин, В.Г.Недопекин, С.В.Плотников, В.И.Рогов, И.В.Чувило. Радиационно-терапевтический комплекс для облучения глубокозалегающих опухолей. Решение о выдаче, патента РФ по .заявке № 94023430 от 16.04.1996.

134. V.Kushin, E.Otroschenko, S.Plotnikov, B.Sychov. Space distributions of neutron dose in the boron-loaded tissue-equivalent moderator at various incident neutron energies. -Preprint ITEP 27-96,M.,1996.

135. В.В.Кушин, С.В.Плотников, Д.Н.Селезнев. Выбор параметров прототипа ускоряющей секции для неразрушающе-го контроля облученных ТВЭЛов. В сб. "Научная сессия МИФИ-2002"Т.7, М., МИФИ, 2002, с.137.

136. Л.Ф.Ворогушин, Ю.Н.Гавриш. Некоторые аспекты методики идентификации делящихся веществ на удаленныхобъектах с использованием ускоренного пучка ионов водорода. Труды XV Совещания по ускорителям заряженных частиц. Протвино, 1996, т.2, с.385.

137. И.М.Капчинский. Сильноточные линейные ускорители ионов. Успехи физических наук, т.132, в.4, 1980, с.639.

138. Г.Н.Дерновой, А.П.Мальцев. ВЧ согласование пучка на входе линейного ускорителя ионов с ПОКФ. Препринт ИФВЭ 80-48 ОИ, Серпухов, 1980.

139. К.R.Crandall, R.H.Stokes, T.I.Wangler. RF quad-rupole beam dynamics design studies. Proc. of 1979 Linear Accelerator Conference, Montauk, 1979, p.205.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.