name: Исследование поперечной неустойчивости килоамперного пучка релятивистских электронов в линейном индукционном ускорителе применительно к его приложениям
keyword_list: линейный индукционный ускоритель сильноточный релятивистский электронный пучок
abstract: В настоящее время одной из научно-исследовательских задач ИЯФ СО РАН и РФЯЦ-ВНИИТФ (г. Снежинск) является разработка, создание и вывод на проектные параметры комплекса ЛИУ, предназначенного для генерации сильноточного релятивистского электронного пучка (РЭП). Для выполнения поставленной задачи необходимо на этом ЛИУ получить пучок с током килоамперного уровня и энергией электронов до 10 МэВ, обладающий таким малым угловым разбросом скоростей электронов, чтобы его можно было сжать до диаметра 2 мм и менее для последующей инжекции в магнитную систему ЛСЭ. Однако получению подобных электронных пучков препятствует ряд физических факторов, вызывающих их неустойчивость. Одной из наиболее опасных неустойчивостей является поперечная неустойчивость, механизм возбуждения которой обусловлен взаимодействием электронного пучка с собственными дипольными колебаниями, возникающими в полости ускорительного модуля. Таким образом, целью данной диссертационной работы является проведение теоретических и экспериментальных исследований процессов возбуждения и развития поперечной неустойчивости сильноточного релятивистского электронного пучка в ускорительных модулях ЛИУ, а также в поиске путей ее эффективного подавления в условиях конкретной конструкции ЛИУ.  Для решения общей научной задачи требуется обеспечить транспортировку пучка в ускорительной структуре комплекса ЛИУ с амплитудой колебаний его центроида на выходе ускорителя, не превышающей 2 мм. 
  
  В рамках диссертации была решена задача о нахождении частот и полей собственных ЭМ-колебаний ускорительного модуля в различных конфигурациях с помощью имеющегося пакета программ на основе метода конечных элементов. В ходе проведения исследований выявлены основные факторы, влияющие на количество дипольных мод, их добротность и коэффициент связи с пучком. Был создан и протестирован программный комплекс, позволяющий рассчитывать характеристики дипольных мод ускорительного модуля, конфигурацию ускоряющих электрических и фокусирующих магнитных полей ускорительного комплекса ЛИУ, а также моделировать динамику возбуждения и развития поперечной неустойчивости пучка в ускорительной структуре ЛИУ. Создан экспериментальный стенд и разработана методика измерений частотных свойств электродинамической системы ускорительного модуля, которая позволяет определять спектр основных дипольных колебаний и их добротности. На основании численных экспериментов и холодных измерений предложены пассивные методы подавления дипольных мод ускорительного модуля. Также было установлено, что разработанный программный комплекс позволяет моделировать динамику возбуждения и развития поперечной неустойчивости пучка в ЛИУ, а также рассчитывать значение инкремента усиления колебаний центроида пучка от модуля к модулю. Рассчитанные величины инкрементов совпадают с величиной инкремента, измеренной в экспериментах по транспортировке пучка в ЛИУ, в пределах ошибки измерения этой величины ∼ 20%. Совокупность полученных результатов позволила обеспечить устойчивую транспортировку электронного пучка с током до 1.5 кА, энергией до 10 МэВ с амплитудой колебаний центроида пучка на выходе ЛИУ не более 2 мм.
chairman_dissertation_council.name: Петр
chairman_dissertation_council.surname: Багрянский
chairman_dissertation_council.patronymic: Андреевич
chairman_dissertation_council.position: заместитель директора по научной работе
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
chairman_dissertation_council.rank: Отсутствует
chairman_dissertation_council.wos_research_id: нет
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6603485573
chairman_dissertation_council.rinc_id: 21922
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Алексей
organization_supervisor.surname: Резниченко
organization_supervisor.patronymic: Викторович
organization_supervisor.position: Учёный секретарь ИЯФ СО РАН
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 47.31.29
rubrics.name: Линейные ускорители
rubrics.code: 29.35.33
rubrics.name: Миллиметровые и субмиллиметровые волны
rubrics.code: 47.45.33
rubrics.name: Объемные резонаторы
oecds.code: 01.03.UP
oecds.name: PHYSICS, PARTICLES & FIELDS
speciality_codes.name: Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника
speciality_codes.code: 1.3.18.
supervisors.fio: Синицкий С.Л.
supervisors.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Физика плазмы
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Запевалов В.Е.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физическая электроника
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Лебедев В.А.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ИЯФ СО РАН
protection_organization.name: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук
protection_organization.ogrn: 1025403658136
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ИЯФ СО РАН
author_organization.name: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук
author_organization.ogrn: 1025403658136
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения