RU2418338C1 - High-current ion accelerator - Google Patents
High-current ion accelerator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2418338C1 RU2418338C1 RU2010112057/07A RU2010112057A RU2418338C1 RU 2418338 C1 RU2418338 C1 RU 2418338C1 RU 2010112057/07 A RU2010112057/07 A RU 2010112057/07A RU 2010112057 A RU2010112057 A RU 2010112057A RU 2418338 C1 RU2418338 C1 RU 2418338C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acceleration
- ions
- accelerating
- ion
- charge
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ускорителям заряженных частиц.The invention relates to accelerators of charged particles.
Аналогами изобретения являются ускорители ионов с многоканальными ускоряющими структурами [1], [2], [3], ускорители с лазерным источником ионов [4], [5], ускорители ионов с четвертьволновыми цилиндрическими резонаторами [6], [7].Analogs of the invention are ion accelerators with multichannel accelerating structures [1], [2], [3], accelerators with a laser ion source [4], [5], ion accelerators with quarter-wave cylindrical resonators [6], [7].
В аналогах [1], [2], [3] в силу резонансного принципа ускорения частиц высокочастотным (ВЧ) электрическим полем могут ускоряться только ионы с фиксированным отношением заряда (Z) к массе частицы (А), что уменьшает величину тока ионов, ускоренных в таких ускорителях.In analogues [1], [2], [3], due to the resonant principle of particle acceleration by a high-frequency (HF) electric field, only ions with a fixed ratio of charge (Z) to particle mass (A) can be accelerated, which reduces the current value of ions accelerated in such accelerators.
Недостатки аналогов [4], [5] связаны с использованием в этих ускорителях того же принципа ускорения заряженных частиц, а также с тем, что пучки ионов, экстрагируемых из лазерной плазмы, обладают большой хаотичностью направленности движения составляющих их трубок тока. Неламинарность ионного потока приводит к большой величине эффективного эмиттанса пучков, генерируемых лазерными источниками ионов, и, как следствие, к сложности согласования этих пучков с параметрами ускоряющих каналов одноканальных ускорителей. Перечисленные факторы уменьшают величину тока ионов, ускоренных в этих ускорителях.The disadvantages of the analogs [4], [5] are associated with the use of the same principle of charged particle acceleration in these accelerators, as well as the fact that ion beams extracted from the laser plasma have a large randomness in the direction of motion of the current tubes composing them. The non-laminarity of the ion flux leads to a large value of the effective emittance of the beams generated by laser ion sources, and, as a result, to the difficulty of matching these beams with the parameters of the accelerating channels of single-channel accelerators. These factors reduce the magnitude of the current of ions accelerated in these accelerators.
В ускорителе с четвертьволновым цилиндрическим резонатором [6] в одном ускоряющем канале могут ускоряться ионы, имеющие различный электрический заряд, но только с отношением Z/A, лежащим в малом интервале 0,2-0,5. Это уменьшает величину тока ионов, ускоряемых таким ускорителем.In an accelerator with a quarter-wave cylindrical resonator [6], ions having a different electric charge, but only with a Z / A ratio lying in a small interval of 0.2-0.5, can be accelerated in one accelerating channel. This reduces the current of ions accelerated by such an accelerator.
Наиболее близким аналогом, выбранным за прототип, является полицилиндрический ускоритель ионов, состоящий из нескольких вложенных друг в друга коаксиальных резонаторов, каждый из которых соединен с отдельными генераторами электрического ВЧ напряжения и выполненных в виде набора вложенных в друг друга пустотелых металлических цилиндров, в торцевых плоскостях которых, образующих ускоряющие промежутки, имеются одиночные апертуры с центрами, находящимися на центральной продольной оси ускорителя [7].The closest analogue selected for the prototype is a multicylinder ion accelerator, consisting of several coaxial resonators embedded in each other, each of which is connected to separate generators of electrical RF voltage and made in the form of a set of hollow metal cylinders embedded in each other, in the end planes of which forming accelerating gaps, there are single apertures with centers located on the central longitudinal axis of the accelerator [7].
Такой ускоритель может ускорять ионы, практически, с любым отношением Z/A.Such an accelerator can accelerate ions with virtually any Z / A ratio.
Недостатком прототипа является малая величина тока ускоренных ионов, обусловленная тем, что ионы с различным отношением заряда к массе ускоряются в одном ускоряющем канале. Это приводит к увеличению фазового объема ионного пучка при его ускорении как в результате взаимного столкновения ионов, так и в результате искажения ускоряющего электрического поля в ускоряющих зазорах между резонаторами электрическим полем ионов пучка. Увеличение фазового объема происходит также вследствие искажения ускоряющего электрического поля, вызванного форм-фактором, который неизбежно присутствует в ускорителях заряженных частиц [8].The disadvantage of the prototype is the small value of the current of accelerated ions, due to the fact that ions with different ratios of charge to mass are accelerated in one accelerating channel. This leads to an increase in the phase volume of the ion beam during its acceleration both as a result of mutual collision of ions and as a result of distortion of the accelerating electric field in the accelerating gaps between the resonators by the electric field of the ion of the beam. The increase in the phase volume also occurs due to the distortion of the accelerating electric field caused by the form factor, which is inevitably present in charged particle accelerators [8].
Известно, что при генерации лазерными источниками ионов (ЛИИ) сильноточных ионных пучков с широким спектром отношений Z/A, в силу особенности разлета лазерной плазмы в пролетных каналах ЛИИ, диаметры этих пучков превосходят диаметры, характерные для ускоряющих каналов одноканальных ускорителей [9]. Один из способов получения больших токов на выходе лазерных источников ионов связан с увеличением площади плазменной поверхности, эмитирующей ионы в пучок. Поэтому для сильноточных ЛИИ типична генерация широкоугольных пучков ионов. Инжекция заряженных частиц из таких пучков непосредственным образом, без применения специальных систем фокусировки, в ускоряющие каналы малого диаметра приводит к большим потерям ионов. Для эффективного захвата в режим ускорения ионов, экстрагируемых из лазерной плазмы, между ЛИИ и каналом ускоряющей ВЧ структуры в одноканальных ускорителях устанавливают фокусирующие линзы [6], [7]. Известно, что фокусирующие линзы обладают различными видами аберраций, увеличивающих фазовый объем ионного пучка на входе ускоряющего канала [8]. Это приводит к уменьшению величины тока ионов, ускоренных в ускорителе.It is known that when laser sources generate ions (LII) of high-current ion beams with a wide spectrum of Z / A ratios, due to the peculiarity of the expansion of laser plasma in the passage channels of LII, the diameters of these beams exceed the diameters characteristic of accelerating channels of single-channel accelerators [9]. One of the methods for obtaining high currents at the output of laser ion sources is associated with an increase in the area of the plasma surface emitting ions into the beam. Therefore, generation of wide-angle ion beams is typical for high-current LIIs. The injection of charged particles from such beams directly, without the use of special focusing systems, into accelerating channels of small diameter leads to large ion losses. For effective capture of ions extracted from a laser plasma into the acceleration mode, focusing lenses are installed between the LII and the channel of the accelerating RF structure in single-channel accelerators [6], [7]. It is known that focusing lenses have various types of aberrations that increase the phase volume of the ion beam at the input of the accelerating channel [8]. This leads to a decrease in the current value of ions accelerated in the accelerator.
В лазерных источниках ионов при разлете от мишени лазерной плазмы в пролетном канале скорости и углы разлета ионов зависят от их зарядового состояния. В результате этого на выходе ЛИИ частицы с различными зарядами разнесены в пространстве, занимаемом ионным пучком [10]. Показано, что зоны с наибольшей ионной плотностью будут, для высокозарядных ионов, располагаться ближе к центральной продольной оси ионного пучка. Зоны ионов, имеющих меньшие заряды, соответствующим образом будут удалены к периферии от центральной продольной оси ионного пучка [11].In laser ion sources, when the plasma expands from a laser plasma target in the transit channel, the velocities and angles of ion expansion depend on their charge state. As a result, at the output of the LII, particles with different charges are spaced in the space occupied by the ion beam [10]. It is shown that the zones with the highest ion density will, for highly charged ions, be located closer to the central longitudinal axis of the ion beam. Zones of ions having lower charges will accordingly be removed to the periphery from the central longitudinal axis of the ion beam [11].
Целью работы является увеличение тока ускоренных в ускорителе ионов. Сущность изобретения заключается в том, что в сильноточном ускорителе ионов, состоящем из нескольких вложенных друг в друга коаксиальных резонаторов, каждый из которых соединен с отдельным генератором электрического ВЧ напряжения и выполненных в виде набора вложенных в друг друга пустотелых металлических цилиндров, в торцевых плоскостях которых, образующих ускоряющие промежутки, выполнено множество соосных апертур малого сечения, оси которых направлены вдоль центральной продольной оси сильноточного ускорителя ионов и установленного в нем лазерного источника ионов.The aim of the work is to increase the current of ions accelerated in the accelerator. The essence of the invention lies in the fact that in a high-current ion accelerator, consisting of several coaxial resonators embedded in each other, each of which is connected to a separate generator of electric RF voltage and made in the form of a set of hollow metal cylinders embedded in each other, in the end planes of which forming accelerating gaps, many coaxial apertures of small cross section are made, the axes of which are directed along the central longitudinal axis of the high-current ion accelerator and about in it is a laser ion source.
Таким образом, в результате внесенных в прототип конструктивных изменений, наличия множества соосных апертур малого диаметра в торцевых плоскостях коаксиальных резонаторов, образующих ускоряющие зазоры, и применения лазерного источника ионов по сравнению с известными техническими решениями в заявленном изобретении появляется новое физическое свойство. А именно. Так, как на выходе ЛИИ происходит пространственное разделение ионов с различными зарядовыми состояниями, это позволят в предлагаемом сильноточном ускорителе ионов инжектировать их в соответствующие их пространственному положению ускоряющие каналы коаксиальных резонаторов и производить дальнейшее ускорение уже близких по величине заряда ионов в данных ускоряющих каналах.Thus, as a result of structural changes introduced into the prototype, the presence of a multitude of coaxial apertures of small diameter in the end planes of coaxial resonators forming accelerating gaps, and the use of a laser ion source, a new physical property appears in comparison with the known technical solutions in the claimed invention. Namely. Since the spatial separation of ions with various charge states occurs at the output of the LII, this allows the proposed high-current ion accelerator to inject them into the accelerating channels of coaxial resonators corresponding to their spatial position and to further accelerate ions of similar acceleration channels in these accelerating channels.
Кроме того, в предложенном изобретении появляются дополнительные свойства, способствующие достижению поставленной цели. Становится возможной инжекция в ускоряющие резонаторы практически всех заряженных частиц из широкоугольных ионных пучков большого диаметра без применения фокусирующих линз. Уменьшается нарастание фазового объема ионного пучка как при его вводе в коаксиальные резонаторы ускоряющей структуры, так и в процессе дальнейшего ускорения ионов, обеспечивая возможность эффективного ускорения неламинарных пучков ионов. Появляется возможность для увеличения в ЛИИ площади поверхности лазерной плазмы, эмитирующей ионы в пучок.In addition, in the proposed invention there are additional properties that contribute to the achievement of the goal. It becomes possible to inject practically all charged particles from large-angle large-diameter ion beams into accelerating cavities without the use of focusing lenses. The increase in the phase volume of the ion beam is reduced both when it is introduced into the accelerating structure coaxial resonators and during further ion acceleration, providing the possibility of efficient acceleration of non-laminar ion beams. There is an opportunity to increase in LII the surface area of a laser plasma emitting ions into the beam.
Известны многолучевые ускорители заряженных частиц с большой суммарной площадью ускоряющих каналов, способные без применения фокусирующих линз захватывать в режим ускорения и ускорять широкоугольные пучки ионов [1], [2], [3]. Но они ускоряют только ионы с фиксированным отношением заряда к массе, что уменьшает величину ускоряемого в таких ускорителях тока ионов.Known multipath accelerators of charged particles with a large total area of accelerating channels, capable of capturing without accelerating lenses into acceleration mode and accelerating wide-angle ion beams [1], [2], [3]. But they only accelerate ions with a fixed charge-to-mass ratio, which reduces the ion current accelerated in such accelerators.
Известны одноканальные ускорители с ЛИИ [4], [5]. Но из-за малого диаметра апертур ускоряющих каналов данных ускорителей возникают большие потери ионов пучка при его захвате и ускорении, кроме того, в них эффективно ускоряются только ионы с фиксированным отношением Z/A. Перечисленные факторы уменьшают величину тока ионов, ускоряемых этими ускорителями.Known single-channel accelerators with LII [4], [5]. But because of the small diameter of the apertures of the accelerating channels of these accelerators, large losses of beam ions occur during its capture and acceleration, in addition, only ions with a fixed Z / A ratio are effectively accelerated in them. These factors reduce the magnitude of the ion current accelerated by these accelerators.
Известен одноканальный ускоритель, работающий как без ЛИИ, так и с ЛИИ, [6], [11]. Но он ускоряет только ионы с малым отношением Z/A. Кроме того, из-за необходимости применения фокусирующих линз, а также в результате искажений ускоряющего электрического поля в ускоряющих промежутках для этого ускорителя характерна большая потеря ионов при их захвате и в результате нарастания фазового объема ионного пучка в процессе его ускорения. Эти факторы уменьшают величину тока ускоряемых в данном ускорителе ионов.A single-channel accelerator is known that works both without LII and with LII, [6], [11]. But it only accelerates ions with a small Z / A ratio. In addition, because of the need to use focusing lenses, as well as as a result of distortions of the accelerating electric field in the accelerating gaps, this accelerator is characterized by a large loss of ions during their capture and as a result of an increase in the phase volume of the ion beam during its acceleration. These factors reduce the magnitude of the current accelerated in this accelerator of ions.
Известен одноканальный ускоритель ионов, ускоряющий ионы, практически, с любым отношением Z/A [7]. Но он не позволяет эффективно ускорять пучки ионов с плохой ламинарностью потока. Действие форм-фактора и возникающие искажения ускоряющего электрического поля в ускоряющих промежутках ВЧ ускоряющей структуры данного ускорителя ионов способствуют увеличению фазового объема ионного пучка при его ускорении. Перечисленные причины уменьшают величину тока ионов, ускоряемых в таком ускорителе.A single-channel ion accelerator is known that accelerates ions with practically any Z / A ratio [7]. But it does not allow to efficiently accelerate ion beams with poor flow laminarity. The action of the form factor and the resulting distortions of the accelerating electric field in the accelerating gaps of the RF accelerating structure of this ion accelerator contribute to an increase in the phase volume of the ion beam during its acceleration. These reasons reduce the current value of ions accelerated in such an accelerator.
Многолучевых ускорителей, способных без применения систем фокусировки эффективно захватывать в режим ускорения заряженные частицы из широкоугольных пучков с плохой ламинарностью потока и одновременно ускорять ионы с, практически, любым отношением заряда к массе в разнесенных в пространстве соответственно их зарядовому состоянию отдельных ускоряющих каналах, в существующих технических решениях не обнаружено.Multipath accelerators capable of efficiently capturing charged particles from wide-angle beams with poor flow laminarity and accelerating ions with practically any charge-to-mass ratio in separate accelerating channels separated in space according to their charge state in existing technical channels without using focusing systems no solutions found.
Анализ отличительных существенных признаков и проявленных благодаря им свойств, связанных с достижением положительного эффекта, а именно наличие конструктивных изменений, вызвавших возникновение нового физического свойства, позволяет считать, что заявленное техническое решение соответствует критерию существенные отличия.Analysis of the distinctive essential features and the properties manifested due to them, associated with the achievement of a positive effect, namely the presence of structural changes that caused the emergence of a new physical property, suggests that the claimed technical solution meets the criterion of significant differences.
На фиг.1 показан сильноточный ускоритель ионов, состоящий из лазерного источника ионов 1 широко известной конструкции, включающего в себя мишень 2, материал которой испаряется световым излучением лазера 3, образуя лазерную плазму 4. Эта плазма разлетается в пролетном канале между мишенью 2 и ионно-оптической системой (ИОС) 5, осуществляющей отбор ионов из лазерной плазмы, формирование из них ионного пучка и предварительное ускорение этого пучка до его ввода в коаксиальные резонаторы 6. В этих коаксиальных резонаторах и происходит основное ускорение ионов. Как показано на фиг.1, коаксиальные резонаторы 6 представляют собой набор вложенных друг в друга пустотелых металлических цилиндров, диаметры которых изменяются в интервале величин от d до dx. Показатель x соответствует числу коаксиальных резонаторов. В смежных торцевых плоскостях этих резонаторов, образующих ускоряющие промежутки, имеется множество соосных друг с другом апертур 7 малого диаметра. Данная конструкция позволяет за счет увеличения суммарной площади ускоряющих апертур в торцах коаксиальных резонаторов 6 инжектировать в них ионы, ИОС 5 со всей поверхности лазерной плазмы 4, без применения каких-либо дополнительных фокусирующих устройств. Как показано на фиг.1, каждый из коаксиальных резонаторов 6 электрически соединен с отдельным генератором электрического ВЧ напряжения 8. Такая схема электропитания позволяет раздельно регулировать амплитуду и фазу электрического напряжения на каждом из коаксиальных резонаторов, оптимизируя условия ускорения ионов с различным отношением Z/A.Figure 1 shows a high-current ion accelerator consisting of a laser ion source 1 of a well-known design, including a target 2, the material of which is vaporized by the light of a laser 3, forming a laser plasma 4. This plasma scatters in the passage channel between the target 2 and the ion optical system (IOS) 5, carrying out the selection of ions from the laser plasma, the formation of an ion beam from them and preliminary acceleration of this beam before it is introduced into the coaxial resonators 6. In these coaxial resonators the main Oren ions. As shown in figure 1, coaxial resonators 6 are a set of hollow metal cylinders nested into each other, the diameters of which vary in the range from d to d x . The exponent x corresponds to the number of coaxial resonators. In the adjacent end planes of these resonators, forming accelerating gaps, there are many coaxial apertures 7 of small diameter. This design allows, by increasing the total area of accelerating apertures at the ends of the coaxial resonators 6, to inject ions, IOS 5 from the entire surface of the laser plasma 4, without using any additional focusing devices. As shown in figure 1, each of the coaxial resonators 6 is electrically connected to a separate generator of electrical RF voltage 8. This power supply circuit allows you to separately control the amplitude and phase of the electrical voltage on each of the coaxial resonators, optimizing the acceleration conditions of ions with different Z / A ratios.
Поскольку в ускорительной технике иногда может иметь место неоднозначная трактовка некоторых положений, связанных с характеристиками ионного пучка, целесообразно уточнить понятия терминов, используемых в данном изобретении.Since in accelerator technology sometimes there may be an ambiguous interpretation of certain provisions related to the characteristics of the ion beam, it is advisable to clarify the concepts of terms used in this invention.
При ускорении пучка ионов в одноканальных резонансных ускорителях необходимо поддерживать определенное соотношение его фазового объема с пропускной способностью ускоряющего канала, которая зависит от параметров ускоряющего ионы электрического поля и от конструкции ускоряющего канала [8]. Очевидно, с увеличением диаметра ускоряющего канала повышается его пропускная способность. Расхождение ионного пучка в процессе ускорения зависит от разброса импульсов поперечного движения составляющих его ионов, который определяет поперечную температуру (в дальнейшем - температуру) ионов пучка. Для нерелятивистских скоростей ионов их температура будет идентифицироваться разбросом поперечных скоростей ионов пучка. Общепринято фазовые характеристики ионного пучка в декартовой системе координат на фазовой плоскости изображать в виде эллипса, по оси абсцисс которой отложен диаметр пучка, по оси ординат - угол, соответствующий величине разброса поперечных скоростей ионов, составляющих пучок, для каждой точки его диаметра. Площадь такого эллипса называется абсолютным эмиттансом ионного пучка и зависит от величины ускоряющего ионы электрического напряжения [8]. Угол наклона эллипса относительно оси абсцисс характеризует угловое расхождение пучка ионов, не определяемое его температурой. Величина абсолютного эмиттанса, умноженная на значения параметров β и γ, где β и γ - широко известные величины релятивистского фактора, и разделенная на π, называется фазовым объемом ионного пучка, не зависящим от ускоряющего напряжения [8]. Каждая выделенная трубка тока в пучке ионов на фазовой плоскости характеризуется площадью и углом наклона присущего ей эллипса абсолютного эмиттанса, или своим фазовым объемом. Площадь под кривой на фазовой плоскости, охватывающая эллипсы всех трубок тока пучка, называется эффективным эмиттансом пучка [8]. Или в тексте - эмиттансом ионного пучка. Таким образом, чем большую степень разброса угловой направленности имеют трубки тока в ионном пучке, тем больше будет величина его эффективного эмиттанса и тем труднее согласовывать такой пучок с пропускной способностью ускоряющего канала и сложнее ускорять ионы без потерь в ускорителе.When accelerating an ion beam in single-channel resonant accelerators, it is necessary to maintain a certain ratio of its phase volume with the capacity of the accelerating channel, which depends on the parameters of the ion-accelerating electric field and on the design of the accelerating channel [8]. Obviously, with increasing diameter of the accelerating channel, its throughput increases. The divergence of the ion beam during acceleration depends on the spread of pulses of the transverse motion of its constituent ions, which determines the transverse temperature (hereinafter, the temperature) of the beam ions. For nonrelativistic ion velocities, their temperature will be identified by a spread in the transverse velocities of the beam ions. The generally accepted phase characteristics of an ion beam in a Cartesian coordinate system on the phase plane are depicted as an ellipse, the beam diameter is plotted along the abscissa axis, and the angle corresponding to the scatter of the transverse velocities of the ions making up the beam for each point of its diameter is plotted along the ordinate axis. The area of such an ellipse is called the absolute emittance of the ion beam and depends on the magnitude of the ion-accelerating voltage [8]. The angle of inclination of the ellipse relative to the abscissa axis characterizes the angular divergence of the ion beam, not determined by its temperature. The absolute emittance value, multiplied by the values of the parameters β and γ, where β and γ are the widely known values of the relativistic factor, and divided by π, is called the phase volume of the ion beam, independent of the accelerating voltage [8]. Each selected current tube in the ion beam on the phase plane is characterized by the area and angle of inclination of its inherent absolute emittance ellipse, or by its phase volume. The area under the curve on the phase plane, covering the ellipses of all tubes of the beam current, is called the effective emittance of the beam [8]. Or in the text - ion beam emittance. Thus, the greater the degree of spread of the angular directivity of the current tubes in the ion beam, the greater the effective emittance will be and the more difficult it is to match such a beam with the bandwidth of the accelerating channel and the more difficult it is to accelerate ions without loss in the accelerator.
Остановимся более детально на ряде физических эффектов, ограничивающих величину тока ионов, ускоряемых в ускорителях, и на мерах по их преодолению, использованных в данном изобретении.Let us dwell in more detail on a number of physical effects that limit the magnitude of the ion current accelerated in accelerators, and on the measures to overcome them used in this invention.
- В работе [8] показано, что при ускорении пучка ионов в одноканальных резонансных ускорителях не допустимо бесконтрольное повышение величины тока ускоряемых ионов путем увеличения диаметра ускоряющего канала. Чрезмерное увеличение размеров апертуры ускоряющего канала приводит к искривлению силовых линий ускоряющего ионы электрического поля в ускоряющих промежутках, что способствует увеличению разброса поперечных скоростей движения ионов в ускоряемом пучке и нарастанию его фазового объема. Действительно известно, что электрическое поле искажается наименьшим образом между двумя сплошными параллельными друг другу плоскостями. Если в этих плоскостях имеются апертуры, неизбежно возникает искажение формы силовых линий электрического поля в зазоре между этими плоскостями, особенно на краях апертур, зависящее от отношения диаметра апертуры к длине ускоряющего промежутка. Это и есть упоминавшийся выше так называемый фактор формы или форм-фактор. Причем данное искажение электрического поля тем сильнее, чем больше отношение диаметра апертуры к длине ускоряющего промежутка. При увеличении размера апертур и длины ускоряющих промежутков для минимизации негативного действия форм-фактора ухудшается добротность резонаторов, появляются сложности с их ВЧ электропитанием и динамикой ускорения ионов. Уменьшение поперечных размеров апертуры ускоряющих каналов, при сохранении заданной длины ускоряющих промежутков, минимизирующее негативное действие форм-фактора, уменьшает количество заряженных частиц, ускоряемых в ускорителе.- In [8], it was shown that when an ion beam is accelerated in single-channel resonant accelerators, an uncontrolled increase in the current of accelerated ions by increasing the diameter of the accelerating channel is not permissible. An excessive increase in the size of the aperture of the accelerating channel leads to a curvature of the lines of force of the accelerating ions of the electric field in the accelerating gaps, which contributes to an increase in the spread of the transverse velocities of the ions in the accelerated beam and to an increase in its phase volume. Indeed, it is known that the electric field is distorted the least between two continuous planes parallel to each other. If there are apertures in these planes, distortion of the electric field lines inevitably occurs in the gap between these planes, especially at the edges of the apertures, depending on the ratio of the diameter of the aperture to the length of the accelerating gap. This is the so-called form factor or form factor mentioned above. Moreover, this distortion of the electric field is stronger, the greater the ratio of the diameter of the aperture to the length of the accelerating gap. As the aperture size and the length of the accelerating gaps increase to minimize the negative effect of the form factor, the quality factor of the resonators worsens, and difficulties arise with their RF power supply and ion acceleration dynamics. Reducing the transverse dimensions of the aperture of the accelerating channels, while maintaining a given length of the accelerating gaps, minimizing the negative effect of the form factor, reduces the number of charged particles accelerated in the accelerator.
Разрешить такое противоречие позволяет применение ускоряющих резонаторов, имеющих на своих торцах, образующих ускоряющие промежутки, много соосных апертур малого диаметра. Поскольку каждая апертура мала, то увеличение площади, занимаемой этими апертурами на торцевых плоскостях коаксиальных резонаторов, не приводит к искажению ускоряющего электрического поля в ускоряющих промежутках. Подобное техническое решение минимизирует действие форм-фактора и способствует увеличению тока ускоряемых в ускорителе ионов.This contradiction can be resolved by the use of accelerating resonators having, at their ends, forming accelerating gaps, many coaxial apertures of small diameter. Since each aperture is small, an increase in the area occupied by these apertures on the end planes of coaxial resonators does not distort the accelerating electric field in the accelerating gaps. Such a technical solution minimizes the action of the form factor and contributes to an increase in the current of ions accelerated in the accelerator.
- Другой причиной, вызывающей искажение электрического поля в ускоряющих промежутках, является воздействие на него электрического поля, создаваемого зарядами ионов пучка [8]. Согласно теореме Остроградского - Гаусса, величина электрического поля, создаваемого зарядами ионов ускоряемого ионного пучка, пропорциональна их числу в плоскости его поперечного сечения [12]. Сильноточные пучки ионов большого диаметра создают вокруг себя значительное по величине радиальное электрическое поле. Его суперпозиция с аксиальным ускоряющим электрическим полем приводит к искажению первоначального профиля электрического поля в ускоряющих зазорах.- Another reason causing the distortion of the electric field in accelerating gaps is the effect on it of an electric field created by charges of beam ions [8]. According to the Ostrogradsky – Gauss theorem, the magnitude of the electric field created by the charges of ions of an accelerated ion beam is proportional to their number in the plane of its cross section [12]. High-current beams of large-diameter ions create a significant radial electric field around them. Its superposition with an axial accelerating electric field leads to a distortion of the initial electric field profile in the accelerating gaps.
- Кроме того, сильноточные пучки ионов интенсивно расплываются под действием собственного объемного заряда пучка (т.н. кулоновское расплывание пучка).- In addition, high-current ion beams intensively diffuse under the influence of the intrinsic space charge of the beam (the so-called Coulomb beam spreading).
Применение многоапертурной ускоряющей системы позволяет уменьшить влияние и этого негативного фактора. В такой ускоряющей системе апертуры в торцевых плоскостях коаксиальных резонаторов могут быть выполнены в виде решеток, фиг.2, по аналогии с работой [2]. Или в виде множества мелких отверстий круглого сечения, аналогично [3]. Выбор профилей апертур не играет в данном изобретении принципиальной роли. Главное, чтобы этих апертур в смежных торцевых плоскостях ускоряющих коаксиальных резонаторов было достаточно много, они имели малые размеры и были соосны друг с другом. В результате, по сравнению с одноапертурной ускоряющей системой, при одной и той же величине тока ускоряемых ионов, в многоапертурной ускоряющей системе одновременно ускоряются ионные пучки, каждый из которых имеет малое поперечное сечение и, как следствие, малую амплитуду тока. Их ускорение осуществляется в отдельных, разнесенных между собою ускоряющих каналах, находящихся на таком взаимном расстоянии, при котором данные пучки электрически, практически, не взаимодействуют друг с другом. Этим достигается минимизация искажений профиля ускоряющего электрического поля в ускоряющих промежутках, вызываемых действием электрического поля зарядов ионов пучка.The use of a multi-aperture accelerating system can reduce the influence of this negative factor. In such an accelerating system, apertures in the end planes of coaxial resonators can be made in the form of gratings, Fig. 2, by analogy with [2]. Or in the form of many small holes of circular cross section, similarly [3]. The choice of aperture profiles does not play a fundamental role in this invention. The main thing is that there should be a lot of these apertures in adjacent end planes of accelerating coaxial resonators, they have small dimensions and are coaxial with each other. As a result, in comparison with a single-aperture accelerating system, at the same current of accelerated ions, in a multi-aperture accelerating system, ion beams are simultaneously accelerated, each of which has a small cross section and, as a consequence, a small current amplitude. Their acceleration is carried out in separate accelerating channels spaced apart, located at such a mutual distance at which these beams practically do not electrically interact with each other. This minimizes the profile distortion of the accelerating electric field in the accelerating gaps caused by the action of the electric field of the charges of the beam ions.
Кроме этого, многопучковый режим ускорения ионов позволяет минимизировать эффект кулоновского расплывания ионного пучка. При ускорении заряженных частиц действие их объемного электрического заряда на расходимость ионного пучка характеризуется известной величиной, называемой первеансом Р пучка. Р=I/V3/2, где I - ток ионов пучка, V - ускоряющее его электрическое напряжение [8]. Очевидно, что при одном и том же конечном значении величины ускоряемого тока I величина первеанса в отдельных ионных пучках с малым током в многоапертурной ускоряющей системе будет меньше, чем первеанс полного пучка, следовательно, и его угловое расхождение в ускорителе с одним ускоряющим каналом, по которому проходит весь ток ионов I. Перечисленные факторы, препятствующие кулоновскому расплыванию ионного пучка в многоапертурных ускоряющих системах, способствуют сокращению потерь ионов при их ускорении в таких ускорителях по сравнению с одноканальными ускорителями ионов.In addition, the multi-beam mode of ion acceleration makes it possible to minimize the effect of Coulomb spreading of the ion beam. When charged particles are accelerated, the effect of their volume electric charge on the divergence of the ion beam is characterized by a known quantity called the beam perveance P. P = I / V 3/2 , where I is the beam ion current, V is the electric voltage accelerating it [8]. Obviously, for the same final value of the accelerated current I, the perveance in individual ion beams with a small current in a multi-aperture accelerating system will be less than the perveance of the full beam, and therefore its angular divergence in the accelerator with one accelerating channel, along which the entire ion current passes I. The listed factors preventing the Coulomb spreading of the ion beam in multi-aperture accelerating systems help to reduce ion losses during their acceleration in such accelerators compared single channel ion accelerators.
- Известно, что в силу физических особенностей лазерной плазмы граница ее мениска в области отбора ионов в пучок, вблизи ИОС 5, фиг.1, характеризуется высокой степенью нестационарности профиля и распределения локальных участков с различной плотностью ионов как в пространстве, так и во времени [13], [14]. По фотографии сечения ионного пучка на выходе ЛИИ, приведенной в [11], можно судить о состоянии плазменной поверхности, эмитирующей ионы в пучок. На этом снимке видно, что плоскость сечения ионного пучка имеет множество локальных участков с различной плотностью ионов, фиг.3. По-видимому, подобная картина распределения ионов будет и на плазменной поверхности, эмитирующей их в пучок. Такое состояние лазерной плазмы приводит к тому, что трубки тока в пучке ионов на выходе ЛИИ будут иметь большой угловой разброс направлений движения. И несмотря на малое значение температуры ионов в пучке (согласно [13] она меньше 0,1 эВ) такие пучки ионов будут обладать большой величиной эффективного эмиттанса, что затрудняет их ускорение в одноканальном ускорителе.- It is known that, due to the physical characteristics of the laser plasma, its meniscus boundary in the region of ion extraction into the beam, near IOS 5, Fig. 1, is characterized by a high degree of non-stationary profile and distribution of local sections with different ion densities both in space and in time [ 13], [14]. From the photograph of the cross section of the ion beam at the LII output, given in [11], one can judge the state of the plasma surface emitting ions into the beam. In this picture it can be seen that the plane of the cross section of the ion beam has many local sections with different ion densities, Fig.3. Apparently, a similar pattern of the distribution of ions will also be on the plasma surface emitting them into the beam. Such a state of the laser plasma leads to the fact that the current tubes in the ion beam at the output of the LII will have a large angular spread in the directions of motion. And despite the low ion temperature in the beam (according to [13], it is less than 0.1 eV), such ion beams will have a large effective emittance, which complicates their acceleration in a single-channel accelerator.
Поскольку площадь суммарного поперечного сечения ускоряющих каналов многоапертурного ускорителя по сравнению с аналогичным параметром одноканального ускорителя велика, то ионы в трубке тока, имеющей угловое отклонение от аксиальной оси ускорителя, могут в процессе набора энергии продолжать ускорение в ускоряющих каналах, находящихся на различных радиальных расстояниях от центральной оси ускорителя. Это позволяет эффективно ускорять в таком ускорителе ионные пучки с большим значением эмиттанса.Since the total cross-sectional area of the accelerating channels of a multi-aperture accelerator is large compared to the similar parameter of a single-channel accelerator, the ions in the current tube having an angular deviation from the axial axis of the accelerator can continue acceleration in the accelerating channels located at different radial distances from the central accelerator axis. This makes it possible to efficiently accelerate ion beams with a large emittance in such an accelerator.
Перечисленные выше факторы наглядно демонстрируют преимущества применения многопучкового режима ускорения в полицилиндрических ускорителях для увеличения ускоряемого в них тока ионов.The factors listed above clearly demonstrate the advantages of using the multi-beam acceleration mode in multicylinder accelerators to increase the ion current accelerated in them.
- Другой негативный фактор, приводящий к нарастанию фазового объема ускоряемого ионного пучка, связан с эффектом совместного ускорения в одном ускоряющем канале ионов с различным отношением Z/A. Он возникает, в том числе, и из-за взаимных столкновений ионов, вызванных различным темпом их ускорения.- Another negative factor leading to an increase in the phase volume of the accelerated ion beam is associated with the effect of joint acceleration in one accelerating channel of ions with different Z / A ratios. It arises, inter alia, due to mutual collisions of ions caused by different rates of their acceleration.
Возможность сепарации ионов с различными зарядами в отдельные ускоряющие каналы и последующее их ускорение в этих каналах позволяют уменьшить нарастание фазового объема в ускоряемом ионном пучке. Применение в заявленном изобретении именно лазерного источника ионов обеспечивает решение данной задачи. Поскольку в плазме, образованной ионизацией материала мишени лазерным излучением, имеет место зависимость угла разлета ионов от их зарядового состояния [10], [11]. Данное явление может быть связано с таким, присущим лазерной плазме физическим эффектом, как действие на тяжелую составляющую лазерной плазмы в самом начале ее разлета в области конусообразной микроворонки, возникающей в теле мишени, электрических сил, создаваемых фронтом быстрых плазменных электронов [13]. Этот фронт опережает при разлете основную массу лазерной плазмы и в пространстве разрыва образуется сильное самосогласованное электрическое поле [15]. Такое поле будет ускорять ионы лазерной плазмы тем сильнее, чем выше заряд иона. Поэтому в течение одного и того же времени выхода лазерной плазмы из области тела мишени многозарядные ионы приобретают более высокую скорость и быстрее преодолевают пространство вблизи поверхности мишени, в котором осуществляется дополнительный подогрев лазерной плазмы световым излучением. Это способствует уменьшению их поперечной скорости. Ионы, имеющие большой электрический заряд, двигаются в направлении продольной оси ЛИИ быстрее, чем ионы с меньшими зарядами, и в конце пролетного канала будут иметь меньшие углы разлета.The possibility of separation of ions with different charges into separate accelerating channels and their subsequent acceleration in these channels make it possible to reduce the increase in the phase volume in the accelerated ion beam. The use in the claimed invention of a laser ion source provides a solution to this problem. Since in a plasma formed by ionization of the target material by laser radiation, there is a dependence of the angle of expansion of ions on their charge state [10], [11]. This phenomenon can be associated with such a physical effect inherent in a laser plasma as the action on the heavy component of a laser plasma at the very beginning of its expansion in the region of a cone-shaped micro-funnel arising in the target body, electric forces created by the front of fast plasma electrons [13]. During the expansion, this front is ahead of the bulk of the laser plasma and a strong self-consistent electric field is formed in the discontinuity space [15]. Such a field will accelerate the laser plasma ions the stronger, the higher the ion charge. Therefore, during the same time of the exit of the laser plasma from the region of the target body, the multiply charged ions acquire a higher velocity and more quickly overcome the space near the target surface, in which the laser plasma is additionally heated by light radiation. This helps to reduce their lateral velocity. Ions with a large electric charge move faster in the direction of the longitudinal axis of the LII than ions with lower charges, and at the end of the passage channel they will have smaller scattering angles.
Наличие зависимости угла разлета ионов в лазерной плазме от их зарядового состояния, показанное в работе [11], позволяет получать в зоне отбора ионов в пучок плазменную поверхность с пространственным распределением частиц, имеющих различные зарядовые состояния. Типичный вид поперечного сечения ионного пучка из этой работы, экстрагированного с такой плазменной поверхности, показан на фотографии фиг.3. Как видно на фиг.3, отчетливо просматривается кольцевая структура характерного распределения плотности ионов в данном пучке. Это позволяет производить их пространственную сепарацию по зарядовым состояниям на выходе ЛИИ и инжектировать частицы с различными зарядами в соответствующие их радиальным координатам ускоряющие каналы многоапертурной ускоряющей системы.The dependence of the angle of expansion of ions in a laser plasma on their charge state, shown in [11], allows one to obtain a plasma surface with a spatial distribution of particles having different charge states in the zone of selection of ions into the beam. A typical cross-sectional view of an ion beam from this work extracted from such a plasma surface is shown in the photograph of FIG. 3. As can be seen in figure 3, clearly visible ring structure of the characteristic distribution of ion density in this beam. This allows them to be spatially separated by charge states at the output of the LII and to inject particles with different charges into the accelerating channels of the multi-aperture accelerating system corresponding to their radial coordinates.
Таким образом, применение в заявленном изобретении лазерного источника ионов, генерирующего сильноточные ионные пучки, в сочетании с ускоряющей структурой, выполненной на основе полицилиндрических коаксиальных резонаторов с многоапертурной конструкцией ускоряющих промежутков, позволяет, без применения фокусирующих линз, вводить в ускоряющие каналы и одновременно ускорять, практически, все ионы, экстрагируемые из лазерной плазмы с большой площадью поверхности эмиссии, при минимальном эффекте нарастания фазового объема ионного пучка в ускорителе. Это приводит к увеличению тока ионов, ускоренных в ускорителе.Thus, the use in the claimed invention of a laser ion source generating high-current ion beams, in combination with an accelerating structure made on the basis of multicylindrical coaxial resonators with a multi-aperture design of accelerating gaps, allows, without the use of focusing lenses, to enter into accelerating channels and simultaneously accelerate, practically , all ions extracted from a laser plasma with a large emission surface area, with a minimum effect of an increase in the phase volume of the ion beam in the accelerator. This leads to an increase in the current of ions accelerated in the accelerator.
Поскольку при ускорении ионного пучка величина его абсолютного эмиттанса уменьшается [8], то ускоренный до высокой энергии многопучковый ансамбль ионов затем можно легко свести в единый пучок для дальнейшего использования.Since the magnitude of its absolute emittance decreases upon acceleration of an ion beam [8], then the multiband ensemble of ions accelerated to high energy can then be easily combined into a single beam for further use.
Данное изобретение может быть применено при создании сильноточных облучательных установок или в драйвере тяжелоионного инерционного синтеза [6].This invention can be applied to create high-current irradiation facilities or in the driver of heavy ion inertial synthesis [6].
Литература.Literature.
1. В.В.Кушин, Б.П.Мурин, П.А.Федотов. Многопучковый ускоритель тяжелых ионов с фазопеременной фокусировкой. // Приборы и техника эксперимента. №2. С.25. 1981.1. V.V. Kushin, B.P. Murin, P.A. Fedotov. Multi-beam accelerator of heavy ions with phase-shifting focusing. // Instruments and experimental technique. No. 2. S.25. 1981.
2. В.В.Кушин, С.В.Плотников. Многоканальная ускоряющая система с решеточной фокусировкой. Часть 1. - ISBNS-7262-0354-2. Сборник «Научная сессия МИФИ-2001», т.7, Москва, МИФИ, с.157.2. V.V. Kushin, S.V. Plotnikov. Multi-channel accelerating system with lattice focusing. Part 1. - ISBNS-7262-0354-2. Collection "Scientific Session of MEPhI-2001", v.7, Moscow, MEPhI, p.157.
3. Б.К.Кондратьев, В.В.Кушин, В.И.Турчин и др. Инжектор многолучевого ускорителя протонов. // Приборы и техника эксперимента. №4. С.5-13. 2004.3. B.K. Kondratyev, V. V. Kushin, V. I. Turchin and others. Injector of a multipath proton accelerator. // Instruments and experimental technique. Number 4. S.5-13. 2004.
4. G.Korschinek and J.Sellmair. Rev. Sci. Instrum. No. 57, p.745, 1986 у.4. G. Korschinek and J. Sellmair. Rev. Sci. Instrum. No. 57, p. 745, 1986
5. H.Jurgen Kluge, F.Ames, W.Ruster and al. Invited talk given at the Accelerated Radioactive Beams Workshop. Vancouver Island. Canada, 4-5 Sept. 1985, CERN-EP/85-162, Oct. 4, 1985.5. H. Jurgen Kluge, F. Ames, W. Ruster and al. Invited talk given at the Accelerated Radioactive Beams Workshop. Vancouver Island. Canada, 4-5 Sept. 1985, CERN-EP / 85-162, Oct. 4, 1985.
6. N.N.Alexeev, S.L.Berznitsky, V.I. Nikolaev. Beam dynamics in matching channel of ITEP-TWAC heavy ion injector 1-3. Proceedings of EPAC 2000, Vienna, Austria, 1283-1285.6. N.N. Alexeev, S. L. Berznitsky, V.I. Nikolaev. Beam dynamics in matching channel of ITEP-TWAC heavy ion injector 1-3. Proceedings of EPAC 2000, Vienna, Austria, 1283-1285.
7. В.В.Кобец. Линейные высокочастотные ускорители протонов и отрицательных ионов водорода. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, ОИЯИ, 2006 г.7. V.V. Kobets. Linear high-frequency accelerators of protons and negative hydrogen ions. The dissertation for the degree of candidate of technical sciences, JINR, 2006
8. И.М.Капчинский. Теория линейных резонансных ускорителей. М.: Энергоиздат, с.217-225, 1982 г.8. I.M. Kapchinsky. Theory of linear resonant accelerators. M.: Energoizdat, p. 217-225, 1982.
9. Л.З.Барабаш, Ю.А.Быковский, А.А.Голубев и др. Характеристики лазерной плазмы как источника ионов для драйвера тяжелоионного инерционного синтеза. М.: Препринт ИТЭФ, №12, 1983.9. L.Z. Barabash, Yu.A. Bykovsky, A. A. Golubev and others. Characteristics of a laser plasma as an ion source for a driver of heavy-ion inertial synthesis. M .: ITEP Preprint, No. 12, 1983.
10. A.E.Stepanov, Yu.A.Satov, K.N.Makarov, et al. Study of angular dependences of ion component parameters in CO2 laser-produced plasma. // Plasma Phys. Control Fusion, v.45, p.1261-1281, 2003.10. AEStepanov, Yu.A.Satov, KNMakarov, et al. Study of angular dependences of ion component parameters in CO 2 laser-produced plasma. // Plasma Phys. Control Fusion, v. 45, p. 1261-1281, 2003.
11. Ю.А.Сатов. Формирование мощных импульсов CO2 лазера для исследования лазерной плазмы и эффективной генерации высокозарядных ионов. Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, ГНЦ. РФ. ТРИНИТИ. Машинопись. С.185-212. 2005 г.11. Yu.A. Satov. The formation of powerful pulses of a CO 2 laser for the study of laser plasma and the efficient generation of highly charged ions. The dissertation for the degree of Doctor of Physical and Mathematical Sciences, SSC. RF TRINITY. Typescript. S.185-212. 2005 year
12. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. Справочник по физике. М.: Гос. Издат. Физ.-мат. литературы. С.335. 1963 г.12. B.M. Yavorsky, A.A. Detlaf. Handbook of Physics. M .: State. Publ. Phys.-mat. literature. S.335. 1963
13. Ю.П.Козырев, Б.Ю.Шарков. Введение в физику лазерной плазмы. Учебное пособие, М., МИФИ, ч.1. С.22. 1980.13. Yu.P. Kozyrev, B.Yu. Sharkov. Introduction to laser plasma physics. Textbook, M., MEPhI, part 1. S.22. 1980.
14. Г.Е.Беляев, Б.К.Кондратьев, А.В.Турчин и др. Комбинированный источник ионов с двухступенчатым электрическим зарядом. Патент РФ на изобретение №2248641 от 20.03.2005 г.14. G.E. Belyaev, B.K. Kondratiev, A.V. Turchin and others. Combined ion source with a two-stage electric charge. RF patent for invention No. 2248641 dated March 20, 2005
15. Я.Браун. Физика и технология источников ионов. М.: Мир. С.323-339. 1998 г.15. J. Brown. Physics and technology of ion sources. M .: World. S.323-339. 1998 year
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010112057/07A RU2418338C1 (en) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | High-current ion accelerator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010112057/07A RU2418338C1 (en) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | High-current ion accelerator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2418338C1 true RU2418338C1 (en) | 2011-05-10 |
Family
ID=44732805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010112057/07A RU2418338C1 (en) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | High-current ion accelerator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2418338C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12057243B2 (en) | 2019-08-30 | 2024-08-06 | Tae Technologies, Inc. | Systems, devices, and methods for beam position monitoring and beam imaging |
| US12070625B2 (en) | 2019-08-30 | 2024-08-27 | Tae Technologies, Inc. | Systems, devices, and methods for high quality ion beam formation |
-
2010
- 2010-03-29 RU RU2010112057/07A patent/RU2418338C1/en active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КАПЧИНСКИЙ И.М. Теория линейных резонансных ускорителей. - М.: Энергоиздат, 1982, 217-225. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12057243B2 (en) | 2019-08-30 | 2024-08-06 | Tae Technologies, Inc. | Systems, devices, and methods for beam position monitoring and beam imaging |
| US12070625B2 (en) | 2019-08-30 | 2024-08-27 | Tae Technologies, Inc. | Systems, devices, and methods for high quality ion beam formation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7609009B2 (en) | Linear ion accelerator | |
| JP6289728B2 (en) | Injector system for synchrotron and operation method of drift tube linear accelerator | |
| US7642521B2 (en) | Laser irradiated hollow cylinder serving as a lens for ion beams | |
| ES2901895T3 (en) | Compact, low-energy, high-frequency linear accelerator design | |
| US20120126727A1 (en) | Sub-Nanosecond Beam Pulse Radio Frequency Quadrupole (RFQ) Linear Accelerator System | |
| Ter-Avetisyan et al. | First demonstration of collimation and monochromatisation of a laser accelerated proton burst | |
| Maenchen et al. | Magnetic focusing of intense ion beams | |
| US6744225B2 (en) | Ion accelerator | |
| RU2418338C1 (en) | High-current ion accelerator | |
| US20160379793A1 (en) | Beam focusing and accelerating system | |
| CN113709960B (en) | Beam splitting device, system, method and application | |
| WO2008032050A1 (en) | Charged particle accelerator and radiation source | |
| US8907297B2 (en) | Multi-dimensional photocathode system | |
| CN107211523B (en) | Radio frequency cavity | |
| JP3713524B2 (en) | Ion accelerator | |
| Lan et al. | Experimental observation of the electron beam focusing effect induced by plasma currents with opposite directions | |
| Emma et al. | Femtosecond electron bunch lengths in the SLAC FFTB beamline | |
| RU207660U1 (en) | MULTIAPERTURE MATCHING CHANNEL WITH RADIAL COMPRESSION OF ION BEAMS | |
| Petenev | Analysis of injection and recovery schemes for ERL based light source | |
| Fitterer et al. | Lattice Design of a RCS as possible alternative to the PS Booster Upgrade | |
| RU168754U1 (en) | Device for compressing the space of interaction between charged particle beams and electromagnetic radiation | |
| Stepanov et al. | Investigation of the characteristics of an intense ion beam propagated outside the diode | |
| Seidl | An Induction Linac Driver For A 0.44 MJ Heavy-Ion Direct Drive Target | |
| Sakai et al. | H/sup-/painting injection system for the J-PARC 3-GeV high intensity proton synchrotron | |
| CN115812340A (en) | Particle accelerator and particle beam therapy device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120330 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20141127 |