Experimental complex for investigation of construction materials on the helium ions linear accelerator

The paper describes the experimental complex for the helium ions linear accelerator consisting of an irradiation chamber, sensors, analog signal converters (ADC) and a computer with a program for processing experimental data and then outputting it to a display. The complex is intended for carrying out experimental works on the study of the physical properties of structural materials used in nuclear power plants and nuclear fusion reactors. The complex was tested under the irradiation of titanium dioxide (TiO₂) with helium ions energies of 0.12 and 4 MeV. The experimental data of the TiO₂ electrophysical characteristics are presented, which confirm the expediency of using the complex to study the properties of materials used in high-power radiation fields.Наведено опис експериментального комплексу лінійного прискорювача іонів гелію, що складається з камери опромінення, датчиків, конвертерів сигналів (АЦП) і ЕОМ з програмою обробки експериментальних даних з подальшим відображенням їх на дисплеї. Комплекс призначений для проведення експериментальних робіт з вивчення фізичних властивостей конструкційних матеріалів, що застосовуються на АЕС і ТЯР. Проведено тестування комплексу при опроміненні двоокису титану (TiO₂) іонами гелію з енергіями 0,12 і 4 МеВ. Наведено експериментальні дані електрофізичних характеристик TiO₂, що підтверджують доцільність використання комплексу для вивчення властивостей матеріалів, що застосовуються в умовах потужних радіаційних полів.Приведено описание экспериментального комплекса линейного ускорителя ионов гелия, который состоит из камеры облучения, датчиков, конвертеров сигналов (АЦП) и ЭВМ с программой обработки экспериментальных данных с последующим отображением их на дисплее. Комплекс предназначен для проведения экспериментальных работ по изучению физических свойств конструкционных материалов, применяемых на АЭС и ТЯР. Проведено тестирование комплекса при облучении двуокиси титана (TiO₂) ионами гелия с энергиями 0,12 и 4 МэВ. Приведены экспериментальные данные электрофизических характеристик TiO₂, подтверждающие целесообразность использования комплекса для изучения свойств материалов, применяемых в условиях мощных радиационных полей

Beam and target parameters measurement system on helium ions linear accelerator

A system for measuring beam and target parameters on helium ions linear accelerator is presented. The measurement system consists of sensors set, signal converters and computer with codes for processing experimental data. The measurement system is designed for recording, visualizing, storing and processing data directly when samples are irradiated with helium ions with energies of 0.12…4 MeV. The sample temperature, the ion beam current and its shape, the sample tilt angle to the beam axis, the irradiation dose, the ionization, damage and helium range profiles are measured/calculated.Наведено опис системи вимірювання параметрів пучка і мішені на лінійному прискорювачі іонів гелію. Система вимірювань складається з набору датчиків, конвертерів сигналів і ЕОМ з програмою обробки експериментальних даних. Система вимірювань призначена для реєстрації, візуалізації, збереження і обробки даних безпосередньо при опроміненні зразків іонами гелію з енергіями 0,12…4 МеВ. Вимірюються/обчислюються: температура зразка, струм і форма струму пучка іонів на зразку, кут нахилу зразка до осі пучка, доза опромінення, профілі іонізації, пошкоджуваності і залягання гелію в зразку.Приведено описание системы измерения параметров пучка и мишени на линейном ускорителе ионов гелия. Система измерений состоит из набора датчиков, конвертеров сигналов и ЭВМ с программой обработки экспериментальных данных. Система измерений предназначена для регистрации, визуализации, сохранения и обработки данных непосредственно при облучении образцов ионами гелия с энергиями 0,12…4 МэВ. Измеряются/вычисляются: температура образца, ток и форма тока пучка ионов на образце, угол наклона образца к оси пучка, доза облучения, профили ионизации, повреждаемости и залегания гелия в образце

Radiation complex on the basis of helium ions linac

The numerical simulation results and experimental investigation of helium ions linear accelerator with output energy 4 MeV and focusing by an RF field are presented. The variant of alternating-phase focusing with a step change in the synchronous phase and increasing amplitude of the RF field in accelerating gaps in the grouping section of the accelerating-focusing tract of the accelerator is used to ensure the radial-phase stability of the accelerated beam. The methods for increasing the accelerated ion beam current, as well as the beam current density on the target, are considered.Представлено результати чисельного та експериментального дослідження лінійного прискорювача іонів гелію з вихідною енергією 4 МеВ і фокусуванням ВЧ-полем. Для забезпечення радіально-фазової стійкості прискореного пучка використано варіант змінно-фазового фокусування з покроковою зміною синхронної фази і наростаючою амплітудою ВЧ-поля в прискорюючих зазорах на групуючій ділянці прискорюючофокусуючого тракту прискорювача. Розглянуто способи збільшення струму прискореного пучка іонів, а також щільності струму пучка на мішені.Приведены результаты численного моделирования и экспериментального исследования линейного ускорителя ионов гелия с выходной энергией 4 МэВ c фокусировкой ВЧ-полем. Для обеспечения радиальнофазовой устойчивости ускоряемого пучка использован вариант переменно-фазовой фокусировки с шаговым изменением синхронной фазы и нарастающей амплитудой ВЧ-поля в ускоряющих зазорах на группирующем участке ускоряюще-фокусирующего тракта ускорителя. Рассмотрены способы увеличения тока ускоряемого пучка ионов, а также плотности тока пучка на мишени

Power supply system for the helium ions linac’s injector

This paper presents compact power supply system for the helium ion linac’s injector. The system consists of high-voltage modulator, power supplies of cathode filament, solenoid and arc modulator. It is designed on modern semi-conductor base. Using of the designed power supply system allowed to decrease the power consumption and to get rid of spurious capacitances and pickups. As a result of improving the continuous adjustment modulator and high-voltage pulse stabilization scheme, the accelerated beam current has increased twice.Наведено опис малогабаритної системи живлення інжектора лінійного прискорювача іонів гелію, яка складається з високовольтного модулятора, блоків живлення накалу катода, соленоїда та модулятора дуги. Система виконана з використанням сучасної напівпровідникової елементної бази. Застосування розробленої системи живлення дозволило суттєво знизити енерговитрати, позбавитися паразитних ємностей та наведень. У результаті впровадження схеми стабілізації імпульсу високої напруги струм прискореного пучка збільшився в 2 рази.Приведены принципы построения и описание малогабаритной системы питания инжектора линейного ускорителя ионов гелия, состоящей из высоковольтного модулятора, блоков питания накала катода, соленоида и модулятора дуги, выполненных на современной полупроводниковой элементной базе. Применение разработанной системы питания позволило существенно снизить энергозатраты, избавиться от паразитных емкостей и наводок. Стабилизация амплитуды импульса высокого напряжения позволила увеличить ток ускоренного пучка в 2 раза

High-voltage modulator of the Linac injector with voltage pulse stabilization

The high-voltage pulse modulator based on the modern semiconductor elements is described. The modulator is intended for use in the power supply system of LINAC helium ions injector and has the ability to smoothly adjust the amplitude (110…150 kV) and the pulse duration (0.5…1 ms). The use of a pulse-to-peak stabilization scheme, made on the basis of a parametric stabilizer with parallel switching of the load, made it possible to increase the accelerated current at the accelerator output by 2 times.Описано високовольтний імпульсний модулятор, виконаний на сучасній напівпровідниковій елементній базі. Модулятор призначений для використання в системі живлення інжектора лінійного прискорювача іонів гелію. Модулятор дозволяє плавно регулювати амплітуду (110…150 кВ) і тривалість імпульсу (0,5…1 мс) напруги. Використання схеми стабілізації імпульсу напруги, виконаної на основі параметричного стабілізатора з паралельним перемиканням навантаження, дозволило збільшити прискорений струм пучка на виході прискорювача в 2 рази.Описан высоковольтный импульсный модулятор, выполненный на современной полупроводниковой элементной базе. Модулятор предназначен для использования в системе питания инжектора линейного ускорителя ионов гелия. Модулятор позволяет плавно регулировать амплитуду (110…150 кВ) и длительность импульса (0,5…1 мс) напряжения. Использование схемы стабилизации импульса напряжения, выполненной на основе параметрического стабилизатора с параллельным переключением нагрузки, позволило увеличить ускоренный ток пучка на выходе ускорителя в 2 раза

Principles of construction of the system treatment of kirlianography information

В статье рассмотрены принципы построения системы обработки кирлианографической информации и разработанный аппаратно-программный комплекс анализа изображений, полученных при применении метода газоразрядной визуализации (кирлианографии), позволяющий проводить компьютерную экспрессдиагностику психофизиологического состояния человека.У статті розглянуті принципи побудови системи обробки кірліанографічної інформації і розроблений програмний комплекс аналізу зображень, отриманих при застосуванні методу газорозрядної візуалізації (кірліанографії), що дозволяє проводити комп'ютерну експрес-діагностику психофізіологічного стану людини.Principles of construction the system of treatment kirlianography information and developed hardwarily-programmatic complex of analysis of images, got at application of method of gas-unloading visualization ( kirlianography) are considered in the article, allowing to conduct computer expressdiagnostics of the psychophysiological state of man

Тhe bunch formation and transport system to the target of the helium ions linac

Ways of the bunch current and density increase at the target on the helium ions linear accelerator NSC “KhIPT” with output energy 4 MeV are considered. Possibility of its transportation with the minimum losses to target complex intended for carrying out of radiating researches is studied. Results of the researches spent on electromagnetic quadrupole lenses of a triplet are presented. Experiments with injected (120 кэВ) and accelerated (4 MeV) bunch of helium ions by means of bunch formation and transport system to a target are made.Розглянуто способи збільшення на мішені струму та щільності пучка, прискореного до 4 МеВ на лінійному прискорювачі іонів гелію ННЦ ХФТІ. Вивчена можливість його транспортування з мінімальними втратами до мішенного комплексу, призначеному для проведення радіаційних досліджень. Подані результати досліджень, що проведені на електромагнітних квадрупольних лінзах триплету. Проведено експерименти з інжектуючим (120 кеВ) і прискореним (4 МеВ) пучками іонів гелію за допомогою системи формування та транспортування пучка до мішені.Рассмотрены способы увеличения на мишени тока и плотности пучка, ускоренного до 4 МэВ на линейном ускорителе ионов гелия ННЦ ХФТИ. Изучена возможность его транспортировки с минимальными потерями к мишенному комплексу, предназначенному для проведения радиационных исследований. Представлены результаты исследований, проведенных на электромагнитных квадрупольных линзах триплета. Проведены эксперименты с инжектируемым (120 кэВ) и ускоренным (4 МэВ) пучками ионов гелия с помощью системы формирования и транспортировки пучка к мишени