ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАЧАЛЬНОЙ ФАЗЫ УСКОРЕНИЯ ПУЧКА
В.Ф.Гурко, В.И.Давыденко, А.А.Иванов, И.В.Кандауров, А.М.Крючков, О.К.Мыскин, И.Н.Сорокин, М.А.Тиунов, А.Д.Хильченко, В.В.Широков
В рамках программы по созданию тандемного ускорителя протонов для бор-нейтронозахватной терапии с энергией частиц 2,5 МэВ и током 10 мА, подготовлен экспериментальный стенд и проведены начальные эксперименты, моделирующие ввод низкоэнергетичного пучка и его прохождение через первый ускоряющий вакуумный зазор. Стенд создан на основе существующего прототипа ускорителя с одиночным высоковольтным вакуумным промежутком. В качестве источника ионов взят импульсный инжектор протонов ДИНА-4А. Такой выбор источника и сорта ускоряемых ионов (H+ а не H-) продиктован соображениями простоты и дешевизны эксперимента. Пучок с требуемым током и угловым разбросом формировался в ионном тракте посредством двух диафрагм и фокусировался на входе в ускоряющий зазор магнитной линзой; энергия инжектируемых протонов составляла 14 кэВ, длительность импульса инжекции ~ 120 мкс. Ускоренный в зазоре пучок проходил сквозь отверстие диаметром 25 мм внутрь высоковольтного электрода, где регистрировался цилиндром Фарадея (ЦФ). Развязка сигнала ЦФ по высокому напряжению осуществлялась с помощью световода длиной 1,5 м. В отдельных экспериментах, кроме того, измерялся входной ток пучка. Регистрация проводилась ЦФ с супрессорной сеткой или калориметром. В результате первой серии экспериментов было получено ускорение пучка с током не менее 10 мА до энергии 154 кВ, что соответствует средней напряженности электрического поля в ускоряющем вакуумном зазоре ~33 кВ/см (напряженность, принятая рабочей для полномасштабного тандема), при этом не наблюдалось пробоев высоковольтного промежутка.