npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S207956292303017XMWTFWYnpe-393Research ArticleУскорители заряженных частиц для ядерных технологийCharged Particles Accelerators for Nuclear TechnologiesОПТИМИЗАЦИЯ РЕЗОНАТОРОВ IH-ТИПА С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ ПИКОВЫХ ЗНАЧЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ПОВЕРХНОСТИOptimization of IH-type Resonators to Reduce the Peak Values of the Electric Field on the SurfaceГорчаковА. А.GorchakovA. A.AAGorchakov@mephi.ruШашковЯ. В.ShashskovYa. V.AAGorchakov@mephi.ruНациональный исследовательский ядерный университет МИФИРоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian Federation202422122024154361367Copyright © Горчаков А.А., Шашков Я.В., 20242024Горчаков А.А., Шашков Я.В.Gorchakov A.A., Shashskov Y.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/393

В работе представлены результаты расчетов электродинамических характеристик коротких пятизазорных ускоряющих резонаторов IH-типа, предназначенных для линейного ускорителя протонов и легких ионов c отношением заряда к массе A/Z от 1 до 3.5 для источника заряженных частиц с энергией пучка 7.5 МэВ/нуклон, разрабатываемого в НИЯУ МИФИ и предназначенного для научного и прикладного назначения. Рассмотрены вопросы комплексного влияния геометрии трубок дрейфа и геометрии опоры трубок дрейфа на величину напряженности поля на поверхности резонаторов, величину мощности потерь в стенках резонаторов и распределение ускоряющего поля на оси с учетом влияния точности разбиения сеткой в ходе моделирования.

Results of calculations of the electrodynamic characteristics of short five-gap accelerating cavities of the IH type are presented. The cavities are designed for a linear accelerator of protons and light ions with a charge-to-mass ratio A/Z ranging from 1 to 3.5. Developed at National Research Nuclear University MEPhI, this accelerator, which is designed as a source of charged particles with a beam energy of 7.5MeV/nucleon, is intended for basic and applied research. The issues of the complex influence of the geometry of the drift tubes and the geometry of the drift tube support on the magnitude of the field strength on the surface of the resonators, the power losses in the walls of the resonators, and the distribution of the accelerating field on the axis are considered, taking into account the influence of the accuracy of segmenting in simulation.

структура IH-типаIH полостьIH-DTLinterdigital H-type structureIH cavityIH-DTLReferencesNolen J.A. et al. Argonne National Laboratory Report No. ATLAS-99-1. 1999.Nolen J.A. et al. Argonne National Laboratory Report No. ATLAS-99-1. 1999.Ostroumov P.N., Shepard K.W. // Phys. Rev. Spec. Top. Accel. Beams. 2000. V.Ostroumov P.N., Shepard K.W. // Phys. Rev. Spec. Top. Accel. Beams. 2000. V.P. 030101. 3. Batygin Yu.K. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2022. V. 1040. P. 167192. https://doi.org/10.1016/j.nima.2022.167192P. 030101. 3. Batygin Yu.K. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2022. V. 1040. P. 167192. https://doi.org/10.1016/j.nima.2022.167192Masunov E.S., Samoshin A.V. // Proc. RuPAC-2008. 2008. P. 28.Masunov E.S., Samoshin A.V. // Proc. RuPAC-2008. 2008. P. 28.Polozov S.M. et al. // Proc. RuPAC'21. 2021. P. 51. https://doi.org/10.18429/JACoW-RuPAC2021-TUB07Polozov S.M. et al. // Proc. RuPAC'21. 2021. P. 51. https://doi.org/10.18429/JACoW-RuPAC2021-TUB07Bres M. et al. // Part. Accel. 1971. V. 2. P. 17.Bres M. et al. // Part. Accel. 1971. V. 2. P. 17.Weis T., Klein H., Schempp A. // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1983. V. 30 (4). P. 3548.Weis T., Klein H., Schempp A. // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1983. V. 30 (4). P. 3548.Kurennoy S., Rybarcyk L., and Wangler T. // Proc. PAC’07. 2007. P. 3824.Kurennoy S., Rybarcyk L., and Wangler T. // Proc. PAC’07. 2007. P. 3824.Kurennoy S., O’Hara J., Rybarcyk L. // Proc. HB-2008. 2008. P. 428.Kurennoy S., O’Hara J., Rybarcyk L. // Proc. HB-2008. 2008. P. 428.Горчаков А.А. и др. // Ядерная физика и инжиниринг. 2022. Т. 13 (3). С. 304 [Gorchakov A.A. et al. // Phys. At. Nucl. 2021. V. 84 (12). P. 2018].Горчаков А.А. и др. // Ядерная физика и инжиниринг. 2022. Т. 13 (3). С. 304 [Gorchakov A.A. et al. // Phys. At. Nucl. 2021. V. 84 (12). P. 2018].Горчаков А.А. и др. // Сб. тр. конф. ЛаПлаз-2021. 2021. Ч. 2. С. 404.Горчаков А.А. и др. // Сб. тр. конф. ЛаПлаз-2021. 2021. Ч. 2. С. 404.Горчаков А.А. и др. // Сб. тр. конф. ЛаПлаз-2021. 2021. Ч. 2. С. 410.Горчаков А.А. и др. // Сб. тр. конф. ЛаПлаз-2021. 2021. Ч. 2. С. 410.Булгачева М.М., Гусарова М.А. // Сб. тр. конф. ЛаПлаз-2022. 2022. С. 315.Булгачева М.М., Гусарова М.А. // Сб. тр. конф. ЛаПлаз-2022. 2022. С. 315.Булгачева М.М. и др. // Ядерная физика и инжиниринг. 2023. Т. 14 (6). С. 593 [Bulgacheva M.M. et al. // Phys. At. Nucl. 2022. V. 85 (12). P. 2061].Булгачева М.М. и др. // Ядерная физика и инжиниринг. 2023. Т. 14 (6). С. 593 [Bulgacheva M.M. et al. // Phys. At. Nucl. 2022. V. 85 (12). P. 2061].Булгачева М.М. и др. // Письма в ЭЧАЯ. 2023. Т. 20 (4). С. 249.Булгачева М.М. и др. // Письма в ЭЧАЯ. 2023. Т. 20 (4). С. 249.Bulgacheva M.M. et al. // Phys. Part. Nucl. Lett. 2023. V. 20 (4). P. 720.Bulgacheva M.M. et al. // Phys. Part. Nucl. Lett. 2023. V. 20 (4). P. 720.Сулимов А.С. // Сб. тр. конф. ЛаПлаз-2023. 2023. С. 312.Сулимов А.С. // Сб. тр. конф. ЛаПлаз-2023. 2023. С. 312.Kilpatrick W.D. // Rev. Sci. Instrum. 1957. V. 28 (10). P. 824. https://doi.org/10.1063/1.1715731Kilpatrick W.D. // Rev. Sci. Instrum. 1957. V. 28 (10). P. 824. https://doi.org/10.1063/1.1715731Thomas P. Wangler. RF Linear Accelerators. 2008. Weinheim: Wiley.Thomas P. Wangler. RF Linear Accelerators. 2008. Weinheim: Wiley.Grespan F. et al. ESS DTL: RF Design. ESS Report. 2013. Lund.Grespan F. et al. ESS DTL: RF Design. ESS Report. 2013. Lund.Ratzinger U. H-Type Linac Structures. CERN Yellow Report 2005003. 2005. Geneva: CERN.Ratzinger U. H-Type Linac Structures. CERN Yellow Report 2005003. 2005. Geneva: CERN.Facco A., Zvyagintsev V. // Phys. Rev. Spec. Top. Accel. Beams. 2011. V. 14. P. 070101. https://doi.org/10.1103/PhysRevSTAB.14.070101Facco A., Zvyagintsev V. // Phys. Rev. Spec. Top. Accel. Beams. 2011. V. 14. P. 070101. https://doi.org/10.1103/PhysRevSTAB.14.070101Computer Simulation Technology, https://www.cst.com.Computer Simulation Technology, https://www.cst.com.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.