RU2601772C1 - Diagnostic technique for pulsed high-current relativistic electron beam in linear induction accelerator - Google Patents

Diagnostic technique for pulsed high-current relativistic electron beam in linear induction accelerator Download PDF

Info

Publication number
RU2601772C1
RU2601772C1 RU2015132256/28A RU2015132256A RU2601772C1 RU 2601772 C1 RU2601772 C1 RU 2601772C1 RU 2015132256/28 A RU2015132256/28 A RU 2015132256/28A RU 2015132256 A RU2015132256 A RU 2015132256A RU 2601772 C1 RU2601772 C1 RU 2601772C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
pulses
path
amplitude
electron beam
Prior art date
Application number
RU2015132256/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Павлович Грицына
Олег Владимирович Зверев
Борис Ильич Модель
Анатолий Владимирович Родигин
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2015132256/28A priority Critical patent/RU2601772C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2601772C1 publication Critical patent/RU2601772C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to acceleration engineering, namely to diagnostic techniques for transfer of pulsed high-current relativistic electron beams (PHCREB) in powerful linear accelerators. Diagnostic technique for a pulsed high-current relativistic electron beam in a linear induction accelerator duct involves detecting the amplitude and shape of the beam current pulses using induction current sensors and integral values of deceleration radiation doses on the duct walls with the help of thermoluminescent dosimeters increasing in quantity the current sensors number and installed along the duct, by analyzing the obtained information conclusions are made on the change of equilibrium state of the beam associated with amplitude-time variations of the beam current pulses, and areas and levels of the beam electronic losses on the duct walls are determined, herewith measuring devices are added with a set of scintillation detectors of deceleration radiation with nanosecond resolution while locating them nearby the thermoluminescent dosimeters and registering the amplitude and shape of pulses with the scintillation detectors, calibrating them by integral dose with the thermoluminescent dosimeters, comparing the amplitude and shape of pulses from the scintillation detectors and from the current sensors and the results of the comparative analysis additionally demonstrate the change of levels of electronic losses of the pulse high-current relativistic electron beam on the duct walls for the current pulse duration during passage of the beam along the acceleration duct.
EFFECT: higher information content of the diagnostic technique for a high-current relativistic electron beam in a linear induction accelerator.
1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области ускорительной техники, а именно к способам диагностики проводки импульсных сильноточных релятивистских пучков электронов (ИСРПЭ) в мощных линейных ускорителях.The invention relates to the field of accelerator technology, and in particular to methods for diagnosing wiring of pulsed high-current relativistic electron beams (ISRPE) in powerful linear accelerators.

Известно, что при проводке (ускорении и/или транспортировке) в вакуумном тракте линейного индукционного ускорителя ИСРПЭ цилиндрического или трубчатого поперечного сечения в ИСРПЭ развиваются поперечные высокочастотные неустойчивости. Они возникают из-за нарушения равновесного состояния ИСРПЭ, например, вследствие периодического воздействия электрических и магнитных полей, формирующихся в повторяющейся протяженной структуре ускорительного тракта, либо - их асимметрии относительно продольной оси тракта при наличии начального радиального смещения ИСРПЭ или в результате взаимной несоосности ускорительных дрейфовых трубок и др. При этом возникают поперечные направлению проводки пучка колебания электронов, приводящие к радиальному расширению ИСРПЭ с дальнейшей потерей части его электронов на стенках тракта. В свою очередь рассеянные на стенки тракта электроны обусловливают вторичную эмиссию электронов, которые могут шунтировать ускорительные зазоры и вызывать поверхностные пробои ускорительных трубок, что в итоге приводит к снижению темпа ускорения ИСРПЭ.It is known that during wiring (acceleration and / or transportation) in the vacuum path of a linear induction accelerator ISRPE cylindrical or tubular cross-section in ISRPE develop transverse high-frequency instabilities. They arise due to the violation of the equilibrium state of the ISRPE, for example, due to the periodic exposure to electric and magnetic fields that form in the repeating extended structure of the accelerating path, or their asymmetry relative to the longitudinal axis of the path in the presence of the initial radial displacement of the ISRE or due to the mutual misalignment of the accelerating drift tubes etc. In this case, electron oscillations transverse to the direction of the beam propagation arise, leading to radial expansion of the ISREP with further sweat ray part of its electrons on the walls of the tract. In turn, the electrons scattered on the walls of the path determine the secondary emission of electrons, which can bypass the accelerator gaps and cause surface breakdowns of the accelerator tubes, which ultimately leads to a decrease in the acceleration rate of the ISRPE.

Из области техники известен способ диагностики ИСРПЭ в вакуумном тракте линейного индукционного ускорителя RADLAC-II (статья «MECHANICAL AND MAGNETIC ALIGNMENT TECHNIQUES FOR THE RADLAC-II LINEAR ACCELERATOR», D.J. Armistead, D.L. Bolton, and M.G. Mazarakis, РАС1987), включающий регистрацию амплитуды и формы импульсов тока ИСРПЭ в процессе его проводки с помощью индукционных датчиков тока (поясов Роговского), расположенных по длине и внутри ускорительного тракта. Анализируя от датчика к датчику амплитудно-временные изменения импульсов тока ИСРПЭ, определяют уровни электронных потерь пучка и области попадания потерянных электронов на стенки тракта. По полученным данным определяют возможные причины нарушения равновесного состояния ИСРПЭ.A technique is known from the technical field for diagnosing ISRPE in the vacuum path of the RADLAC-II linear induction accelerator (article "MECHANICAL AND MAGNETIC ALIGNMENT TECHNIQUES FOR THE RADLAC-II LINEAR ACCELERATOR", DJ Armistead, DL Bolton, and MG Mazarakis, RAS1987), including the registration of amplitudes and the shape of the current pulses ISRPE in the process of conducting it using induction current sensors (Rogowski belts) located along the length and inside the accelerator path. Analyzing the amplitude-time changes of the ISRPE current pulses from the sensor to the sensor, the levels of electron beam losses and the areas where the lost electrons hit the path walls are determined. According to the data obtained, the possible causes of the violation of the equilibrium state of ISRE are determined.

Недостатком предложенного способа является ограниченная информативность из-за низкого пространственного разрешения, связанного с малым количеством датчиков тока. Увеличение количества датчиков тока внутри тракта усложняет его конструкцию и затрудняет его техническое обслуживание.The disadvantage of the proposed method is the limited information content due to the low spatial resolution associated with a small number of current sensors. The increase in the number of current sensors inside the tract complicates its design and complicates its maintenance.

Наиболее близким аналогом заявляемого способа диагностики импульсного сильноточного релятивистского пучка электронов в тракте линейного индукционного ускорителя является способ, описанный в статье («Transport dynamics of a 19 MeV, 700 kA electron beam in a 10.8 m gas cell», T.W.L. Sanford, et. al, Journal of Applied Physics 70, 1778 (1991); doi: 10.1063/1.349493), включающий регистрацию амплитуды и формы импульсов тока пучка с помощью индукционных датчиков тока, а также дополнительную регистрацию интегральных значений дозы тормозного излучения от рассеянных на стенках тракта электронов из ИСРПЭ, с помощью набора точечных термолюминесцентных дозиметров (ТЛД). ТЛД используются в большем количестве, чем датчики тока и распределены вдоль вакуумного тракта с внешней его стороны. Последующий сопоставительный анализ полученной информации с датчиков тока и дозиметров дает более точную пространственную локализацию области потерь электронов на стенках тракта и их уровень с каждого датчика. Кроме того, ТЛД чувствительны к потерям электронов с высокой энергией и информируют об электронных потерях ИСРПЭ, которые плохо идентифицируются на фоне паразитных вторичных электронных потоков, шунтирующих высоковольтную структуру ускорительного тракта.The closest analogue of the proposed method for diagnosing a pulsed high-current relativistic electron beam in the path of a linear induction accelerator is the method described in the article ("Transport dynamics of a 19 MeV, 700 kA electron beam in a 10.8 m gas cell", TWL Sanford, et. Al, Journal of Applied Physics 70, 1778 (1991); doi: 10.1063 / 1.349493), which includes recording the amplitude and shape of the beam current pulses using induction current sensors, as well as additional recording of the integral values of the bremsstrahlung dose from the electron scattered from the ISRPE electron path walls, with help set point thermoluminescent dosimeters (TLDs). TLDs are used in larger quantities than current sensors and are distributed along the vacuum path from the outside. The subsequent comparative analysis of the information received from current sensors and dosimeters gives a more accurate spatial localization of the electron loss region on the path walls and their level from each sensor. In addition, TLDs are sensitive to high-energy electron losses and inform about electronic losses of ISRPE, which are poorly identified against the background of spurious secondary electron currents, shunting the high-voltage structure of the accelerating path.

Недостатком данного устройства является его ограниченная информативность из-за невозможности определить изменение уровней потерь электронов в течение длительности импульса тока. Кроме того, для получения дозиметрических данных с помощью ТЛД требуется дополнительное время, связанное с их установкой в зонах с повышенным тормозным излучением, опасным для здоровья человека.The disadvantage of this device is its limited information content due to the inability to determine the change in the levels of electron losses over the duration of the current pulse. In addition, to obtain dosimetric data using TLDs, additional time is required associated with their installation in areas with high bremsstrahlung, hazardous to human health.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение информативности способа диагностики импульсного сильноточного релятивистского пучка электронов в тракте линейного индукционного ускорителя за счет дополнительного использования рядом с ТЛД сцинтилляционных датчиков, а также - снижение трудозатрат и сокращение времени, необходимого для диагностики пучка благодаря использованию сцинтилляционных датчиков вместо ТЛД после согласования их показаний (калибровки).The objective of the invention is to increase the information content of the diagnostic method for a pulsed high-current relativistic electron beam in the path of a linear induction accelerator due to the additional use of scintillation sensors next to TLDs, as well as to reduce labor costs and reduce the time required to diagnose the beam by using scintillation sensors instead of TLDs after matching them indications (calibration).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность проведения как пространственного, так и временного, в течение длительности импульса тока пучка, контроля изменения уровней электронных потерь ИСРПЭ на стенках ускорительного тракта.The technical result of the invention is the ability to conduct both spatial and temporal, during the duration of the beam current pulse, to control changes in the levels of electronic losses of ISREP on the walls of the accelerating path.

Технический результат достигается тем, что в способе диагностики ИСРПЭ в тракте линейного индукционного ускорителя, заключающемся в том, что регистрируют амплитуду и форму импульсов тока пучка с помощью индукционных датчиков тока и интегральные значения доз тормозного излучения на стенках тракта с помощью ТЛД, превышающих по количеству датчики тока и установленных вдоль по тракту, анализируя полученную информацию, судят об изменении равновесного состояния пучка, связанного с амплитудно-временными изменениями импульсов тока пучка, и определяют области и уровни электронных потерь пучка на стенках тракта, новым является то, что дополняют измерительные средства набором сцинтилляционных детекторов тормозного излучения с наносекундным разрешением, при этом располагают их рядом с ТЛД, регистрируют амплитуду и форму импульсов со сцинтилляционных детекторов, калибруют их по интегральной дозе при помощи ТЛД, сравнивают амплитуды и формы импульсов со сцинтилляционных детекторов и с датчиков тока, и по результатам сопоставительного анализа дополнительно судят об изменении уровней электронных потерь ИСРПЭ на стенках тракта в течение длительности импульса тока в процессе прохождения ИСРПЭ по ускорительному тракту.The technical result is achieved by the fact that in the method for diagnosing ISREP in the path of a linear induction accelerator, which consists in recording the amplitude and shape of the beam current pulses using induction current sensors and the integral values of the doses of bremsstrahlung on the path walls using TLDs that exceed the number of sensors current and installed along the path, analyzing the information received, judge the change in the equilibrium state of the beam associated with the amplitude-time changes in the pulses of the current beam, and they limit the areas and levels of electron beam losses on the path walls; it is new that they complement the measuring tools with a set of scintillation bremsstrahlung detectors with nanosecond resolution, while they are located next to the TLDs, the amplitude and shape of the pulses from the scintillation detectors are recorded, and they are calibrated using the integral dose using TLDs, the amplitudes and shapes of pulses from scintillation detectors and current sensors are compared, and the change is additionally judged by the results of a comparative analysis levels of electronic losses ISRPE on the walls of the path during the duration of the current pulse in the process of passing ISPRPE on the accelerating path.

Дополнение измерительных средств набором сцинтилляционных детекторов тормозного излучения с наносекундным разрешением позволяет найти моменты временных изменений импульсов ТИ, связанные с электронными потерями ИСРПЭ на стенках тракта и с нарушениями равновесного состояния ИСРПЭ вдоль по тракту. Применение сцинтилляционных датчиков необходимо для фиксации моментов возникновения (завершения) генерации тормозного излучения (ТИ), что важно для конкретизации причин нарушения проводки ИСРПЭ.The addition of measuring tools to a set of scintillation bremsstrahlung detectors with nanosecond resolution allows one to find the moments of temporary changes in the TI pulses associated with electronic losses of ISRPE on the walls of the tract and with disturbances in the equilibrium state of ISRPE along the path. The use of scintillation sensors is necessary to capture the moments of occurrence (completion) of generation of bremsstrahlung (TI), which is important for specifying the causes of violation of ISRPE wiring.

Расположение сцинтилляционных датчиков рядом с ТЛД необходимо для калибровки датчиков по интегральной дозе. В период между калибровками использование ТЛД в экспериментах не требуется, что значительно сокращает время измерений. Кроме того, выходные световые сигналы со сцинтилляционных датчиков передаются на расстояния 10÷50 м по оптическим кабелям без значительного ослабления, а также электромагнитных помех, как правило, сопровождающих передачу сигналов по радиочастотным кабелям с детекторов мощности ТИ и присущих конструкциям мощных линейных ускорителей электронов.The location of scintillation sensors near the TLD is necessary for calibrating the sensors for an integrated dose. In the period between calibrations, the use of TLDs in experiments is not required, which significantly reduces the measurement time. In addition, the output light signals from scintillation sensors are transmitted over distances of 10 ÷ 50 m via optical cables without significant attenuation, as well as electromagnetic interference, as a rule, accompanying the transmission of signals via radio frequency cables from TI power detectors and inherent to the designs of powerful linear electron accelerators.

Результаты измерений импульсов со сцинтилляционных детекторов сопоставляются с результатами измерений импульсов с токовых датчиков по амплитуде и форме для получения информации об изменении уровней электронных потерь ИСРПЭ на стенках тракта в процессе его прохождения по ускорителю.The results of measurements of pulses from scintillation detectors are compared with the results of measurements of pulses from current sensors in amplitude and shape to obtain information about changes in the levels of electronic losses of ISRPE on the walls of the tract during its passage through the accelerator.

Данный способ диагностики ИСРПЭ электронов в тракте мощного линейного ускорителя реализуется на линейном индукционном ускорителе ЛИУ-30, схематически показанном на фиг. 1, где:This method for diagnosing ISRPE electrons in the path of a powerful linear accelerator is implemented on a linear induction accelerator LIU-30, schematically shown in FIG. 1, where:

1 - инжектор пучка электронов;1 - electron beam injector;

2 - пучок электронов;2 - a beam of electrons;

3 - ускоряющая система;3 - accelerating system;

4 - выводное устройство пучка;4 - output device of the beam;

5 - мишенный узел;5 - target site;

6 - датчики тока;6 - current sensors;

7 - ТЛД;7 - TLD;

8 - сцинтилляционные датчики (сцинтилляторы);8 - scintillation sensors (scintillators);

9 - регистраторы импульсов с датчиков тока;9 - pulse recorders with current sensors;

10 - регистраторы импульсов со сцинтилляционных датчиков.10 - pulse recorders with scintillation sensors.

На фиг. 2 и фиг. 4 приведены осциллограммы импульсов с датчиков тока в двух разных экспериментах на ЛИУ-30, на фиг. 3 и фиг. 5 приведены соответствующие им осциллограммы импульсов сцинтилляционных детекторов и дозовые значения ТЛД.In FIG. 2 and FIG. 4 shows the waveforms of pulses from current sensors in two different experiments at LIU-30, in FIG. 3 and FIG. Figure 5 shows the corresponding oscillograms of the pulses of scintillation detectors and the dose values of TLDs.

ИСРПЭ 2 формируется в инжекторе 1 ЛИУ-30, ускоряется при прохождении ускоряющей системы 3. Далее, перемещаясь по выводному устройству 4, пучок попадает на мишенный узел 5. Из-за поперечных неустойчивостей пучка возникают его поперечные колебания, которые нарушают динамику распространения пучка, изменяют форму импульса тока пучка, приводят к его радиальному расширению с потерей части электронов пучка 2 на стенках тракта.ISRPE 2 is formed in the injector 1 LIU-30, accelerates when passing through the accelerating system 3. Then, moving along the output device 4, the beam enters the target node 5. Due to the transverse instabilities of the beam, its transverse vibrations arise, which violate the dynamics of the beam propagation, change the shape of the current pulse of the beam, lead to its radial expansion with the loss of part of the electrons of the beam 2 on the walls of the path.

Датчики тока 6 пучка (секционные индукционные датчики тока), в количестве 10 штук, устанавливаются внутри и вдоль тракта с шагом 2 м. Сцинтилляторы 8 и ТЛД 7 (32 шт.) располагаются с внешней стороны тракта с шагом 0,66 м на том же азимутальном угле, что и датчики тока.Current sensors 6 beams (sectional induction current sensors), in the amount of 10 pieces, are installed inside and along the path with a step of 2 m. Scintillators 8 and TLD 7 (32 pieces) are located on the outside of the path with a step of 0.66 m on the same azimuthal angle as current sensors.

В сцинтилляционных детекторах используются сцинтилляционные датчики с наносекундным быстродействием на основе полистирола с размерами 20×10×5 мм и пластмассовые оптические кабели, передающие свет сцинтиллятора на оптоэлектронные преобразователи, которые подключаются к входам осциллографов 10. ТЛД типа ИС-7, используемые по методике ИКС (индивидуальный контроль с помощью стекол), служат для калибровки сцинтилляционных детекторов по дозе. Они имеют размеры 10×10×1 мм, которые в 10 раз меньше габаритов сцинтилляторов и располагаются в контактной близости с ними.Scintillation detectors use scintillation sensors with nanosecond speed based on polystyrene with dimensions of 20 × 10 × 5 mm and plastic optical cables that transmit the scintillator light to optoelectronic converters that are connected to the inputs of the oscilloscopes 10. IC-7 TLDs used by the IKS method ( individual control with glasses), are used to calibrate dose scintillation detectors. They have dimensions 10 × 10 × 1 mm, which are 10 times smaller than the dimensions of scintillators and are located in contact proximity with them.

Формы импульсов с датчиков тока и формы импульсов с выхода сцинтилляционных детекторов регистрируются быстродействующими цифровыми осциллографами TDS3054 (9 и 10).Pulse shapes from current sensors and pulse shapes from the output of scintillation detectors are recorded by TDS3054 high-speed digital oscilloscopes (9 and 10).

По фиг. 2 и 4 видно, что токи, соответствующие передней части пучка в двух экспериментах - приближенно одинаковы, однако высокочастотные колебания на задней части импульса тока пучка во втором эксперименте значительно интенсивнее. По степени искажения формы импульса тока можно сказать, что во втором случае ИСРПЭ существенно изменил свое равновесное состояние. По фиг. 3 и 5 видно, что значения доз ТЛД и соответственно потери пучка во втором случае значительно больше. Соответственно сцинтилляционный импульс во втором эксперименте (фиг. 5) существенно отличается по форме и превосходит предыдущий по интегральному значению в ~1.5 раза. Доза ТЛД во втором эксперименте больше примерно во столько же раз. Известно, что интегральное значение сцинтилляционного импульса пропорционально дозе, поэтому сцинтилляционные детекторы можно калибровать по дозе с помощью ТЛД и в дальнейшем сцинтилляционные детекторы могут заменять ТЛД. Характерный «горб» на осциллограмме сцинтилляционного импульса, соответствующий задней части пучка (фиг. 5), коррелирует с появлением высокочастотных радиальных колебаний ИСРПЭ, при которых происходит рассеяние электронов на стенки тракта вблизи расположения сцинтилляционных детекторов.In FIG. Figures 2 and 4 show that the currents corresponding to the front of the beam in two experiments are approximately the same, but the high-frequency oscillations at the back of the beam current pulse in the second experiment are much more intense. According to the degree of distortion of the shape of the current pulse, it can be said that in the second case, ISRPE significantly changed its equilibrium state. In FIG. Figures 3 and 5 show that the TLD dose values and, accordingly, the beam loss in the second case are much larger. Accordingly, the scintillation pulse in the second experiment (Fig. 5) differs significantly in shape and exceeds the previous one by the integral value by ~ 1.5 times. The dose of TLD in the second experiment is about the same amount more. It is known that the integral value of the scintillation pulse is proportional to the dose; therefore, scintillation detectors can be calibrated by dose using TLDs and in the future, scintillation detectors can replace TLDs. The characteristic “hump” on the oscillogram of the scintillation pulse, corresponding to the back of the beam (Fig. 5), correlates with the appearance of high-frequency radial vibrations of the ISRPE, in which the scattering of electrons by the walls of the tract occurs near the location of the scintillation detectors.

Таким образом, по амплитуде и форме импульса сцинтилляционного детектора можно судить об изменении уровня потерь ИСРПЭ на стенках в процессе его прохождения по тракту (по наличию характерного «горба»). О величине тока пучка можно судить по форме импульсов с датчиков тока. Анализ осциллограмм со сцинтилляционных детекторов, расположенных в разных точках тракта, позволяет определить наличие отклонения пучка от траектории в данном сечении тракта и степень этого отклонения. Введение сцинтилляционных детекторов позволяет заменить усложняющие конструкцию тракта и затрудняющие его техническое обслуживание датчики тока во многих сечениях тракта. Применение способа диагностики проводки пучка позволяет контролировать изменение уровней электронных потерь ИСРПЭ, на основе которых можно судить о возможных причинах нарушения равновесного состояния пучка (например, отклонения от нормальной работы ускоряющей системы). Особенности форм осциллограмм фиг. 4 и фиг. 5 могут быть связаны с нарушением темпа ускорения электронного пучка по причине отклонения в работе системы синхронизации ускорительных блоков.Thus, by the amplitude and shape of the pulse of the scintillation detector, one can judge the change in the level of ISRPE losses on the walls during its passage along the path (by the presence of a characteristic “hump”). The beam current can be judged by the shape of the pulses from the current sensors. Analysis of the oscillograms from scintillation detectors located at different points of the tract allows one to determine the presence of a beam deviation from the trajectory in a given section of the tract and the degree of this deviation. The introduction of scintillation detectors makes it possible to replace current sensors that complicate the design of the tract and complicate its maintenance in many sections of the tract. The application of the method for diagnosing the beam wiring allows you to control the change in the levels of electronic losses of ISRPE, on the basis of which you can judge the possible causes of the violation of the equilibrium state of the beam (for example, deviations from the normal operation of the accelerating system). Features of the waveforms of FIG. 4 and FIG. 5 may be associated with a violation of the acceleration rate of the electron beam due to a deviation in the operation of the synchronization system of accelerator blocks.

Claims (1)

Способ диагностики импульсного сильноточного релятивистского пучка электронов в тракте линейного индукционного ускорителя, заключающийся в том, что регистрируют амплитуду и форму импульсов тока пучка с помощью индукционных датчиков тока и интегральные значения доз тормозного излучения на стенках тракта с помощью термолюминесцентных дозиметров, превышающих по количеству датчики тока и установленных вдоль по тракту, анализируя полученную информацию, судят об изменении равновесного состояния пучка, связанного с амплитудно-временными изменениями импульсов тока пучка, и определяют области и уровни электронных потерь пучка на стенках тракта, отличающийся тем, что дополняют измерительные средства набором сцинтилляционных детекторов тормозного излучения с наносекундным разрешением, при этом располагают их рядом с термолюминесцентными дозиметрами, регистрируют амплитуду и форму импульсов со сцинтилляционных детекторов, калибруют их по интегральной дозе при помощи термолюминесцентных дозиметров, сравнивают амплитуды и формы импульсов со сцинтилляционных детекторов и с датчиков тока и по результатам сопоставительного анализа дополнительно судят об изменении уровней электронных потерь импульсного сильноточного релятивистского пучка электронов на стенках тракта в течение длительности импульса тока в процессе прохождения пучка по ускорительному тракту. A method for diagnosing a pulsed high-current relativistic electron beam in the path of a linear induction accelerator, which consists in recording the amplitude and shape of the beam current pulses using induction current sensors and the integral values of the bremsstrahlung doses on the path walls using thermoluminescent dosimeters exceeding the number of current sensors and installed along the path, analyzing the information received, they judge the change in the equilibrium state of the beam associated with the amplitude-time changes in the beam current pulses, and determine the areas and levels of electron beam losses on the path walls, characterized in that they complement the measuring tools with a set of scintillation bremsstrahlung detectors with nanosecond resolution, while they are placed next to thermoluminescent dosimeters, the amplitude and shape of the pulses from scintillation detectors are recorded calibrate them at an integrated dose using thermoluminescent dosimeters, compare the amplitudes and shapes of pulses from scintillation detectors to and from current sensors and according to the results of a comparative analysis, they additionally judge the change in the electron loss levels of a pulsed high-current relativistic electron beam on the walls of the path during the duration of the current pulse during the passage of the beam through the accelerator path.
RU2015132256/28A 2015-08-03 2015-08-03 Diagnostic technique for pulsed high-current relativistic electron beam in linear induction accelerator RU2601772C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015132256/28A RU2601772C1 (en) 2015-08-03 2015-08-03 Diagnostic technique for pulsed high-current relativistic electron beam in linear induction accelerator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015132256/28A RU2601772C1 (en) 2015-08-03 2015-08-03 Diagnostic technique for pulsed high-current relativistic electron beam in linear induction accelerator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2601772C1 true RU2601772C1 (en) 2016-11-10

Family

ID=57278209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015132256/28A RU2601772C1 (en) 2015-08-03 2015-08-03 Diagnostic technique for pulsed high-current relativistic electron beam in linear induction accelerator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2601772C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109597115A (en) * 2019-01-22 2019-04-09 中国科学技术大学 Equipment for detecting beam loss
RU2692113C1 (en) * 2018-08-31 2019-06-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Calibration method of scintillation detector of radiation
RU2701189C1 (en) * 2019-01-21 2019-09-25 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method of determining output value of thermonuclear neutrons of a pulse source

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU987864A1 (en) * 1981-07-17 1983-01-07 Предприятие П/Я Г-4126 Method of measuring electron density in a beam

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU987864A1 (en) * 1981-07-17 1983-01-07 Предприятие П/Я Г-4126 Method of measuring electron density in a beam

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Transport dynamics of a 19 MeV, 700 kA electron beam in a 10.8 m gas cell", T.W.L. Sanford, et. al, Journal of Applied Physics 70, 1778 (1991); doi: 10.1063/1.349493;US 20150076350 A1, 19.03.2015. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2692113C1 (en) * 2018-08-31 2019-06-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Calibration method of scintillation detector of radiation
RU2701189C1 (en) * 2019-01-21 2019-09-25 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method of determining output value of thermonuclear neutrons of a pulse source
CN109597115A (en) * 2019-01-22 2019-04-09 中国科学技术大学 Equipment for detecting beam loss

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bindi et al. Calibration and performance of the AMS-02 time of flight detector in space
Počanić et al. Nab: Measurement principles, apparatus and uncertainties
RU2601772C1 (en) Diagnostic technique for pulsed high-current relativistic electron beam in linear induction accelerator
Ping et al. Performance of the plugged-in 22Na Based slow positron beam facility
TWI785359B (en) Ion implantation system, beam energy measurement apparatus and method for beam energy measurement
Abramov et al. Measurement of the energy of electrons extracted from the VEPP-4M accelerator
CN107340533B (en) The proportional detector output amplitude compensation method of 3He Central spectrometer and device
Sandberg et al. JACoW: Commissioning of Timepix3 Based Beam Gas Ionisation Profile Monitors for the CERN Proton Synchrotron
Dooling et al. Operational experience with fast fiber-optic beam loss monitors for the Advanced Photon Source storage ring superconducting undulators
Chiodini The PADME experiment for dark mediator searches at the Frascati BTF
Bereziuk et al. Initial design studies of the SHiP straw detector
Coombs et al. JACoW: Beam-Gas Imaging Measurements at LHCb
Giansiracusa et al. A distributed beam loss monitor for the Australian Synchrotron
Devlin et al. Measurement of the K 2 0 Mean Life
Shea et al. Proton beam measurement strategy for the 5 MW European Spallation Source target
Hawkes et al. The design of a proton recoil telescope for 14 MeV neutron spectrometry
US8610080B2 (en) Method for determining the spectral and spatial distribution of braking photons, and related device
Prebys et al. Statistical Measurement of Longitudinal Beam Halo in Fermilab Recycler
RU2738688C1 (en) Method of measuring angular radiation characteristics of a pulsed neutron source
Ma et al. Beam Instrumentation for Linear Accelerator of SKIF Synchrotron Light Source
Alexandrova et al. Optical Beam Loss Monitor for RF Cavity Characterisation
Alexandrova et al. JACoW: Optical Beam Loss Monitor for RF Cavity Characterisation
Dietrich et al. Fast kicker extraction at COSY-Jülich
Giansiracusa et al. Applications of a Distributed Beam Loss Monitor at the Australian Synchrotron
Branger Development of a Beam Loss Monitoring system for CTF-3 TBL