Линейный ускоритель протонов И-2
Линейный ускоритель протонов И-2 позволяет ускорять в импульсном режиме протонный пучок до энергии 24,6 МэВ с амплитудой тока до 200 мА. Основные параметры ускорителя И-2 приведены в таблице 1. Ускоритель включает в себя три ускоряющие структуры: форинжектор – ускорителя прямого действия с ускоряющим потенциалом 700 кВ и два высокочастотных ускоряющих резонатора с дрейфовыми трубками (структура Альвареца) доускоряющие пучок, соответственно, до 6,12 МэВ и 24,6 МэВ. На выходе ускорителя построена сеть ионопроводов для измерения параметров ускоренного пучка и его практического использования, а также для транспортировки и инжекции пучка в кольцо синхротрона У-10.
| Таблица 1. Основные параметры ускорителя протонов И-2 | |
| Наименование параметра | Значение |
|---|---|
| Выходная энергия, МэВ | 0,7÷24,6 |
| Амплитуда выходного импульсного тока пучка, мА | 200 |
| Ширина импульса тока пучка, мкс | 10 |
| Частота повторения импульсов | до 1 Гц |
| Интенсивность ускоренного пучка, частиц/с | 1013 |
| Частота ускоряющего поля, МГц | 148,5 |
| Длительность ВЧ-импульса генератора, мкс | 300 |
| Длина резонатора, м | 18,4 |
| Диаметр резонатора, мм | 1370 |
| Апертура, см | 2,0/2,5 |
| Амплитуда ср. поля на оси, кВ/см | 20/23 |
| Импульсная мощность потерь в меди, МВт | 2,6 |
 |
| Вакуумный объем ускоряющих резонаторов линейного ускорителя И-2 |
Экспериментальные возможности установки И-2
Ускоренный пучок протонов на выходе ускорителя может варьироваться по энергии в диапазоне от 0,7 до 24,6 МэВ. Облучение образцов может осуществляться внутри вакуумного объема камеры, установленной на выводном ионопроводе ускоренного пучка, либо при атмосферных условиях с выводом ускоренного пучка из вакуумной камеры выводного ионопровода через окно, перекрытое фольгой из алюминия толщиной 100 мкм. Характеристики пучка в зоне облучения образцов могут варьироваться настройкой режима ускорения частиц и оптического канала. Диапазоны рабочих параметров приводятся в таблице 2.
| Таблица 2. Характеристики пучка протонов в зоне облучения и-2 | |
| Наименование параметра | Значение |
|---|---|
| Энергия протонов в вакуумном объеме | (0,7÷24,6) МэВ ±1% |
| Энергия протонов в атмосфере | (5÷21) МэВ ±10% |
| Размер рабочей зона облучения | до 100 мм |
| Плотность интегрального потока протонов за 1 импульс в центре рабочей зоны облучения | (106÷1012) см-2 |
| Неравномерность интегрального потока протонов за 1 импульс в пределах рабочей зоны облучения | не более ±15% |
Основные направления использования ускоренного пучка
Ускоренный протонный пучок установки И-2 используется для прикладных исследований и промышленного применения по следующим направлениям:
-
испытание радиационной стойкости материалов
-
радиационная обработка полупроводниковых структур для улучшения их эксплуатационных параметров
-
исследование радиационно-индуцированных изменений материалов при воздействии протонного пучка
-
исследования по радиационной биологии
-
методические исследования аппаратуры физических исследований
Расширение экспериментальных возможностей ускорительной установки И-2
Экспериментальные возможности ускорителя протонов И-2 могут быть расширены за счет увеличения длительности импульса ускоренного пучка до 100 мкс и, соответственно, повышения интенсивности ускоренных протонов до 1014 частиц/с. Эта задача может быть решена соответствующей модификацией ионного источника и улучшением рабочих характеристик системы стабилизации амплитуды ускоряющего напряжения.
При повышении интенсивности ускоренного пучка появится дополнительная возможность использования протонного ускорителя И-2:
-
для производства короткоживущих изотопов
-
для создания квазимоноэнергичного источника нейтронов с перестраиваемым спектром в диапазоне энергий десятков МэВ для исследований в области нейтронной физики.
Общие сведения об установке:
Год выпуска: 1966
Страна изготовления: СССР
Разработан и собран в ИТЭФ
Узнать больше о данной установке можно по ссылке: http://twac.itep.ru/doku.php?id=ru:i2