В.Н. Корчуганов, Е.Б. Левичев, О.А. Нежевенко, Г.Н. Острейко, Г.В. Сердобинцев, В.В. Тарнецкий, В.А. Ушаков, А.В. Филипченко Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Новосибирск, Россия

А.А. Кадников, Ю.В. Крылов, С.Н. Кузнецов, В.Л. Ушков, Ю.Л. Юпинов РНЦ "Курчатовский институт" Москва, Россия

ВВЕДЕНИЕ

Комплекс "Сибирь-2", разработанный в ИЯФ СО РАН , работает в РНЦ "Курчатовский Институт" (г. Москва) в качестве источника синхротронного излучения [1]. Он состоит из накопительного кольца, с максимальной энергией 2.5 ГэВ и комбинации линейного ускорителя электронов [2] с энергией 80 МэВ и бустерного кольца "Сибирь-1" с энергией 450 МэВ (инжекционная часть). ЛУ введен в действие в конце 1992 года, когда был получен электронный пучок с энергией 62.5 МэВ. В докладе представлены экспериментальные ВЧ характеристики ускоряющей структуры, а также результаты измерений тока, энергетического спектра, эмиттанса и профиля пучка линейного ускорителя.

ЛУ √ ФОРИНЖЕКТОР

Схема линейного ускорителя приведена на Рис. 1.

Рис. 1: Блок-схема линейного ускорителя.

Линейный ускоритель выполнен на основе ускоряющей структуры с шайбами и диафрагмами (УСШД) [3] с радиальными опорами шайб [4] и работает на частоте 2.8 ГГц. Каждая шайба поддерживается тремя радиальными опорами круглого сечения длиной, близкой к l/4. Использование УСШД длиной 6 метров позволило обеспечить требуемую энергию и ток пучка для бустера "Сибирь-1" при использовании одного 18 МВт генератора. Дисперсионные кривые структуры показаны на Рис. 2, из которого видно, что в полосе ╠20 МГц относительно рабочей моды TM02¶ [5] отсутствуют высшие моды колебаний. Результаты измерения распределения электрического поля на оси регулярной секции изображены на Рис. 3.

Рис. 2: Дисперсионные кривые.

Рис. 3: Распределение поля на оси структуры.

Основные параметры структуры представлены в Таб. 1.

Таблица 1:

Рабочая частота, МГц	2797.2╠0.1
Эфф. шунт. сопрот., МОм/м	95╠3
Добротность	28000╠100
Характ. сопрот., кОм/м	3.4╠0.1
Перенапряжение	5.5
Групповая скорость (b)	0.4

Возбуждение структуры осуществляется через специальную коаксиальную ячейку ввода ВЧ мощности, расположенную в середине ускорителя и разделяющую его на два симметричных плеча. При этом ширина полосы между рабочей частотой и ближайшими нерабочими увеличивается вдвое.

Волновод (90x45 мм²) состоит из вакуумной и газовой секций, разделенных керамическим окном.

Экспериментальные зависимости амплитуд падающей (U_пад) и отраженной (U_отр) волны в волноводе и напряжения на ускорителе (U_ЛУ) от частоты генератора приведены на Рис. 4. Как видно из рисунка, длина волновода должна быть равна (2n+1)l/8. В этом случае в волноводе обеспечивается минимальное перенапряжение при расстройке структуры либо пробоях в ней.

Рис. 4: ВЧ сигналы.

Осциллограммы ВЧ сигналов (U_пад √ 1, U_отр √ 2, U_ЛУ √ 3) показаны на Рис. 5.

Рис. 5: Осциллограммы ВЧ сигналов.

ЛУ имеет простую инжекционную систему (Рис. 1) [6]. Несгруппированный пучок электронов длительностью до 20 нс. вводится в ускоритель. А процесс группирования происходит в первом резонаторе. Ограничение длительности вызвано однооборотной инжекцией в бустерный накопитель "Сибирь-1", период обращения электронов в котором 29 нс. Таким образом ускоритель работает в режиме накопленной энергии.

Система фокусировки также проста (Рис. 1). Фокусировка обеспечивается линзой и ВЧ полем структуры. Чтобы исключить фокусировку пучка ВЧ полем при входе его в структуру, входное отверстие первого резонатора закрывается сеткой.

Экспериментальный энергетический спектр пучка электронов в ЛУ показан на Рис. 6 [6].

Профиль пучка, измеренный сеточными пробниками, приведен на Рис. 7.

В Таб. 2 представлены результаты измерения параметров электронного пучка на выходе ускорителя:

Таблица 2:

Максимальная энергия, МэВ	75
Ток пучка в импульсе, мА
DE/E=7%	600
DE/E=1%	65
Длительность импульса, нс	18
Поперечный эмиттанс, мрад x см	0.03
Поперечный размер пучка на расстоянии 1600 мм от ЛУ, мм	3
Частота повторения, Гц	1√5

В настоящее время ЛУ инжектирует электронный пучок с энергией 75 МэВ в накопительное кольцо "Сибирь-1". Захваченный на равновесную орбиту ток достигает 23 мА.

Линейный ускоритель обеспечивает работу комплекса "Сибирь-2". Ведется работа по увеличению тока и энергии пучка. В отдельных режимах работы ЛУ получена энергия электронного пучка 80 МэВ.

1. V.V.Anashin et al., Proc of EPAC, Rome, 1988, p. 57.
2. M.M.Karliner et al., Ibid, pp. 601√603.
3. В.Г.Андреев, ЖТФ, 1971, т. 41, с. 788√796.
4. S.O.Schriber, IEEE Trans. on Nucl. Sci., NS-30, N4, pp. 3542√3544, 1983.
5. O.A.Nezhevenko et al., Proc. of PAC, San Francisco, 1991, vol. 5, p. 3186.
6. V.N.Korchuganov et al., Proc. of PAC, Washington, 1993, vol. 1, pp. 564√566.