RF pulsed measurements at the TNK linear accelerator-injector

Measurements of RF pulse signals in megawatt circuits are an important problem of acceleration technique. Measuring circuits should not degrade WSVR in power transmitting channels or give rise to local electric field overvoltages. An especially developed set of tools including 2.8 GHz detecting unit blocks, vacuum directional couplers, phase detectors, and phase shifting lines is described. The set allows one to carry out non-intrusive RF signal measurements in the waveguide channel at up to 20 MW power level with an accuracy of some percents.Вимір високочастотних імпульсних сигналів у пристроях з мегаватними рівнями потужності є важливою задачею прискорювальної техніки. Вимірювальні ланцюги не повинні погіршувати КСВН у трактах передачі потужності і створювати локальні перенапруги електричних полів. Описана спеціально розроблена на частоту 2.8 ГГц елементна база, що складається з блоків детектуючих пристроїв, вакуумних спрямованих відгалужувачів, фазових детекторів, фазозсувних коаксіальних ліній, що забезпечує виміри НВЧ сигналів без збурення у хвилеводному тракті і лінійному прискорювачі з рівнем потужності до 20 МВт із точністю не гірше декількох відсотків.Измерение высокочастотных импульсных сигналов в устройствах с мегаваттными уровнями мощности является важной задачей ускорительной техники. Измерительные цепи не должны ухудшать КСВН в трактах передачи мощности и создавать локальные перенапряжения электрических полей. Описана специально разработанная на частоту 2.8 ГГц элементная база, состоящая из блоков детектирующих устройств, вакуумных направленных ответвителей, фазовых детекторов, фазосдвигающих коаксиальных линий, обеспечивающая не возмущающие измерения СВЧ сигналов в волноводном тракте и линейном ускорителе с уровнем мощности до 20 МВт с точностью не хуже нескольких процентов

Buncher of electron linac-injector for a synchrotron

The application of RF buncher-accelerators for obtaining the short electron bunches is rather known. Their design varies. Linear accelerators with high-current pulsed beams at energy more than 30 MeV are mainly used as injectors into synchrotrons at modern accelerating complexes. The beam should be previously prepared as series of bunches for injection to obtain stable and effective accelerating regime. In this case RF electron sources would be appropriate for use at the input of a linear accelerator. Such preparing the beam allows one to achieve an effective beam capture into the accelerating regime of linear accelerator for each of the bunches, as well as synchronized operation of the complex with decreased level of radiation background

Status of the linear accelerator-injector at TNK facility

Industrial storage facility at Lukin State Research Institute for Problems in Physics, Zelenograd includes two electron storage rings: the main ring for energy of 2.5 GeV and booster ring for energy of 450 MeV. Linear accelerator for electron energy up to 80 MeV serves as an electron injector of TNK facility. The accelerator was commissioned in December, 2002. The accelerated current of ~50 mA at 55 MeV was obtained. The paper presents the linear accelerator scheme and time diagram for its parts operation. DAW accelerating structure and beam transportation channel to the booster ring are described. The electron beam parameters obtained are listed.Технологический накопительный комплекс НИИ ФП им. Лукина г.Зеленоград включает в себя два накопителя электронов: основной накопитель на энергию 2.5 ГэВ и малый накопитель–бустер на энергию 450 МэВ. Инжектором электронов комплекса ТНК является линейный ускоритель на энергию до 80 МэВ. В декабре 2002 г. был осуществлен запуск ускорителя. Получен ускоренный ток ~50 мА с энергией 55 МэВ. В статье рассмотрена схема линейного ускорителя и временная диаграмма работы ее элементов. Дано описание ускоряющей структуры с шайбами и диафрагмами и канала транспортировки пучка к малому накопителю. Приведены достигнутые к настоящему времени параметры пучка электроновТехнологічний накопичувальний комплекс НДІ ФП ім.Лукіна м.Зеленоград містить у собі два на- копичувача електронів: основний накопичувач на енергію 2.5 ГеВ і малий накопичувач−бустер на енергію 450 МеВ. Інжектором електронів комплексу ТНК є лінійний прискорювач на енергію до 80 МеВ. У грудні 2002 р. був здійснений запуск прискорювача. Отримано прискорений струм ~50 мА з енергією 55 МеВ. У статті розглянута схема лінійного прискорювача і тимчасова діаграма роботи її елементів. Дано опис прискорювальної структури із шайбами і діафрагмами і каналу транспортування пучка до малого накопичувача. Наведено досягнуті до теперішнього часу параметри пучка електронів

Waveguide channel for TNK linear accelerator–injector

80 MeV linear accelerator is a part of the industrial storage facility at the State Research Institute for Problems in Physics named after F.V. Lukin (Moscow, Zelenograd). 6-meter long accelerating DAW structure operates at 2.8 GHz and is powered by the Olivin klystron station. The power is transmitted through the long waveguide channel made of rectangular copper pipes with 90·45 mm cross section and 5 mm walls, with no circulator. The paper deals with the waveguide channel construction features, including indium gaskets to connect individual parts. The waveguide channel length correction procedure for the purpose of overvoltage decreasing during accelerating structure breakdowns is also described.Технологічний накопичувальний комплекс НІДФП ім. Ф.В.Лукина, м. Зеленоград у своєму складі має лінійний прискорювач на енергію 80 МеВ. Прискорююча структура ЛП із шайбами і діафрагмами (DAW) довжиною 6 м працює на частоті 2,8 ГГц. Джерелом ВЧ-потужності для неї служить клістронна станція «Олівін». Передача потужності здійснюється довгим хвилевідним трактом, виконаним з мідних прямокутних труб перетином 90×45 мм і товщиною стінок 5 мм, без циркулятора. Розглянуті особливості конструктивного виконання хвилевідного тракту, у якому використовуються індійові ущільнення для з'єднання окремих елементів. Також приведена процедура настроювання довжини хвилевідного тракту з метою зменшення в ньому перенапруги при пробоях структури.Технологический накопительный комплекс НИИФП им. Ф.В.Лукина, г. Зеленоград в своём составе имеет линейный ускоритель на энергию 80 МэВ. Ускоряющая структура ЛУ с шайбами и диафрагмами (DAW) длиной 6 м работает на частоте 2,8 ГГц. Источником ВЧ-мощности для неё служит клистронная станция «Оливин». Передача мощности осуществляется длинным волноводным трактом, выполненным из медных прямоугольных труб сечением 90×45 мм и толщиной стенок 5 мм, без циркулятора. Рассмотрены особенности конструктивного выполнения волноводного тракта, в котором используются индиевые уплотнения для соединения отдельных элементов. Также приведена процедура настройки длины волноводного тракта с целью уменьшения в нём перенапряжения при пробоях ускоряющей структуры

Aspects of continuous electron beam injection into a standing wave accelerating structure

The paper deals with processes during injection of continuous electron beam into a standing wave accelerating structure. Not all the electrons of the beam are captured into the process of acceleration. Some of them are scattered on the accelerating structure walls or return to the cathode. At short beam current pulses, it is possible to place a cathode on the system axis. In a case of high average beam power, it is necessary to inject a beam angularly to exclude hitting the cathode by returned electrons.Рассмотрены процессы, возникающие при инжекции низковольтного несгруппированного пучка электронов в ускоряющую структуру на стоячей волне. Не все электроны пучка захватываются в режим ускорения, часть электронов рассеивается на стенках ускоряющей структуры, а часть возвращается на катод. При малой длительности импульса тока пучка возможна постановка катода на оси структуры. В случае большой средней мощности пучка необходимо инжектировать его под углом, исключающим попадание возвращенных электронов на катод.Розглянуто процеси, що виникають при інжекції низьковольтного незгрупованого пучка електронів у прискорювальну структуру на стоячій хвилі. Не всі електрони пучка захоплюються в режим прискорення, частина електронів розсіюється на стінках прискорювальної структури, а частина повертається на катод. При малій тривалості імпульсу струму пучка можлива постановка катода на осі структури. У випадку великої середньої потужності пучка необхідно інжектувати його під кутом, що виключає влучення повернутих електронів на катод

Work status of 5 MeV 300 kW electron accelerator

Design work has been completed for the accelerating structure of high-power electron accelerator with 5 MeV, 300 kW, 176 MHz parameters. The structure is being produced in BINP workshop. The paper presents the design of the accelerating structure which consists of a chain of coaxial cavities, and block diagram of experimental workbench. Structure of the main accelerator blocks and their degree of fabrication are viewed.Закончены проектные работы по ускоряющей структуре мощного электронного ускорителя 5 МэВ, 300 кВт, 176 МГц и ведется ее изготовление в опытном производстве Института. Дается описание конструкции ускоряющей структуры, состоящей из цепочки связанных коаксиальных резонаторов. Приводится блок-схема испытательного стенда, рассматривается устройство отдельных узлов ускорителя и состояние их готовности.Закінчено проектні роботи із прискорювальної структури потужного електронного прискорювача 5 МеВ, 300 кВт, 176 МГц і ведеться її виготовлення в дослідному виробництві інституту. Дається опис конструкції прискорювальної структури, що складається з ланцюжка зв'язаних коаксіальних резонаторів. Приводиться блок-схема іспитового стенда, розглядається будова окремих вузлів прискорювача і стан їх готовності

Comissioning of the linear accelerator-injector at the TNK facility

The industrial storage facility has been developed and manufactured at the Budker INP SB RAS. It contains an 80 MeV electron linear accelerator-injector and two electron storage rings: the lesser 450 MeV booster ring and the main 2.5 GeV storage ring. In 2002, the work on the accelerator assembling was begun. On December, 25 this year the accelerator was started up, and the current at the linear accelerator output was obtained. The linear accelerator schematic together with a description of the 6 meter long accelerating DAW structure which operates at 2.8 GHz, are presented in the paper. The first results of the accelerator start-up are as follows: the accelerated electron current of ~50 mA with the energy of ~55...60 MeV.Технологічний накопичувальний комплекс був спроектований і виготовлений у ІЯФ ім. Г.І. Будкера СВ РАН. Він містить у собі інжектор–лінійний прискорювач електронів з енергією до 80 МеВ і два накопичувачі електронів: малий накопичувач–бустер на енергію 450 МеВ і основний накопичувач на енергію 2.5 ГеВ. Приводяться функціональна схема лінійного прискорювача й опис конструкції прискорюючої структури із шайбами і діафрагмами довжиною 6 м, що працює на частоті 2.8 ГГц.Представлено перші результати запуску прискорювача: отриманий прискорений струм електронів ~50 мА з енергією ~(55...60) МеВ.Технологический накопительный комплекс был спроектирован и изготовлен в ИЯФ им. Г.И. Будкера СО РАН. Он включает в себя инжектор–линейный ускоритель электронов с энергией до 80 МэВ и два накопителя электронов: малый накопитель–бустер на энергию 450 МэВ и основной накопитель на энергию 2.5 ГэВ. Приводятся функциональная схема линейного ускорителя и описание конструкции ускоряющей структуры с шайбами и диафрагмами длиной 6 метров, работающей на частоте 2.8 ГГц. Представлены первые результаты запуска ускорителя: получен ускоренный ток электронов ~50 мA с энергией ~(55...60) МэВ