Научный архив: статьи

Рассмотрена методика расчета вывода ускоренного пучка из циклотрона с использованием электростатического дефлектора. Приведены результаты оптимизации параметров выводной системы циклотрона для протонной терапии С235 (IBA, Бельгия) в целях увеличения эффективности вывода пучка. Полученные теоретические результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными. По результатам расчетов предложена новая конфигурация электростатического дефлектора, использование которой позволило значительно улучшить параметры выводной системы циклотрона.

Обсуждены формирование и диагностика ультракоротких электронных банчей для лазеров на свободных электронах (ЛСЭ), таких как FLASH, рентгеновский лазер XFEL и ЛСЭ для экстремальной ультрафиолетовой (УФ) литографии. Во всех ускорительных комплексах требуются формирование и диагностика ультракоротких электронных банчей с длиной около 50 мкм. Инфракрасный (ИК) ондулятор, изготовленный в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) и установленный на FLASH, применяется для измерения продольной длины электронных сгустков. Совместно с УФ‐ондулятором он также используется для двухцветной генерации излучения в ЛСЭ, что позволяет исследовать динамику атомных и молекулярных систем с временным разрешением 100—500 фс. Для измерения излучения ЛСЭ FLASH в широком диапазоне длин волн (6,5—30 нм) с большим динамическим диапазоном разработана диагностика на основе микроканальных пластин.

Для формирования интенсивных пучков многозарядных ионов в ряде лабораторий используют электронно-струнные ионные источники, впервые предложенные и реализованные в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ). В этом источнике электроны совершают около 500—1000 осцилляций между электронной пушкой и отражательным электродом, что приводит к созданию плотной электронной плазмы (электронной струны) при низкой интенсивности электронов, эмитируемых с катода. В результате этого мощность источника уменьшается на два—три порядка по сравнению с электронно-лучевыми источниками (ЭЛИ). В электронно-струнных ионных источниках сформированы интенсивные пучки многозарядных ионов, таких как Ar16+, Fe24+ и Au51+, с током 100—200 мкA при длительности импульса 8 мкс. Для увеличения емкости ионной ловушки в ОИЯИ предложено использовать трубчатую геометрию электронной струны, что позволит получать пучки многозарядных ионов с импульсным током до 10 мA.