Study on the synchrotron dynamics in the Compton X-ray ring

The longitudinal dynamics of electron bunches with a large energy spread circulating in the storage rings with a small momentum compaction factor is considered. Also the structure of the longitudinal phase space is considered as well as its modification due to changes in the ring parameters. The response of an equilibrium area upon changes of the nonlinear momentum compaction factor is presentedДосліджено подовжню динаміку електронних згустків у нагромаджувачі з малим коефіцієнтом упаковки орбіт та великим енергетичним розкидом електронів у пучку. Розглянуто структуру фазового простору та його деформацію при зміні параметрів нагромаджувального кільця. Показано залежність розмірів області стійкості подовжнього руху від параметрів нагромаджувача при нелінійній структурі рівнянь руху.Исследована продольная динамика электронных сгустков в накопителях с малым коэффициентом упаков- ки орбит и с большим энергетическим разбросом электронов в пучке. Рассмотрена структура фазового про- странства и его деформация при изменении параметров накопительного кольца. Показана зависимость размеров области устойчивости продольного движения от параметров накопителя при нелинейной структуре уравнений движения

Intense X-ray sources based on Compton scattering in laser electron storage rings

The main problem of the designing of intense X-ray sources based on Compton scattering in laser-electron storage ring is associated with large steady-state electron beam energy spread. In paper the principles of the development of compact storage ring lattice with large RF-acceptance and negligible chromatic effects at interaction point are considered. The storage ring with electron beam energy over the range 100-400 MeV that allows generating intense VUV from bending magnets, X-ray up to 280 keV with rate up to 10¹⁴ photons /s and γ-beam up to 2.8 MeV for neutron generation on beryllium target is proposed

The electron beam dynamics simulation in the laser-electron storage ring involving Compton and intrabeam scattering

The feasibility of the development of intense X-ray sources based on Compton scattering in laser-electron storage rings is discussed. The results of the electron beam dynamics simulation involving Compton and intrabeam scattering are presented

Investigation of injection through bending magnet fringe fields in X-rays source based on the H-100M storage ring

In paper the injection in the X-ray source based on the H100-M storage ring, through fringe fields of a bending magnet is considered. The simulation of charged particle beam motion through 3-d fields of magnetic devices of the injection channel located on the ring, is performed. The focusing properties of the injection channel are determined.Розглядається інжекція в джерело рентгенівського випромінювання на основі нагромаджувача Н-100М через розсіяні поля поворотних магнітів. Проведено моделювання руху пучка заряджених часток через трьохмірні поля магнітних елементів каналу інжекції. Визначені фокусуючи властивості каналу інжекції.Рассматривается инжекция в источник рентгеновского излучения на основе накопителя Н-100М через рассеянные поля поворотных магнитов. Проведено моделирование движения пучка заряженных частиц через трехмерные поля магнитных элементов канала инжекции. Определены фокусирующие свойства канала инжекции

Conceptual project of the NSC KIPT nuclear physics complex for basic and applied research in the field of nuclear physics, high energy physics and interaction of radiation with substance

The main ideas for creating a project for an accelerator complex with an energy of up to 550 MeV with a continuous electron beam for work in high energy physics and nuclear physics are presented. Schematic solutions for injectors, high-frequency system of the complex and magnetic elements are chosen. The choice of the magneto-optical scheme of the recirculator is substantiated. The dynamics of the beam in the facility and the parameters of the extracted beam are studied.Наведено основні ідеї щодо створення проекту прискорювального комплексу з енергією до 550 МеВ з безперервним пучком електронів для робіт з фізики високих енергій та ядерної фізики. Вибрано схемні рішення для інжекторів, високочастотної системи комплексу та магнітних елементів. Обґрунтовано вибір магнітооптичної схеми рециркулятора. Досліджено динаміку пучка в установці та параметри виведеного пучка

Dipole magnet of synchrotron source for National Synchrotron Centre of Ukraine

The paper contains the revised design of a dipole magnet for a synchrotron radiation source. Usage of such a magnet allows to reach the energy of electrons in a ring up to 1.2 GeV. In paper the result of simulation of a magnet for all modes of operations of a source are shown. The proposed variant of the dipole magnet considerably raises parameters of the synchrotron radiation source

Magneto-optical structure of the multifunctional accelerator complex NSC KIPT

Optimization of the magneto-optical structure of the multi-functional accelerator complex of the NSC KIPT was carried out. Changing the scheme of injection into the first ring made it possible to obtain a structure symmetrical about the axes of the ring, which had a positive effect on the dynamics of the electron beam movement in the recir-culator. The parameters of the beam at the output of the accelerator are given.Проведена оптимізація магнітооптичної структури багатофункціонального прискорювального комплексу ННЦ ХФТІ MAC. Зміна схеми інжекції в перше кільце дозволила одержати симетричну відносно осей кільця структуру, яка позитивно вплинула на динаміку руху пучка електронів у рециркуляторі. Наведені параметри пучка на виході прискорювача

Broadband impedance of the NESTOR storage ring

The contributions from lossy and inductive vacuum chamber components to the broadband impedance of the NESTOR storage ring are obtained by using both low-frequency analytical approaches and computer simulations. As was expected considering the small ring circumference (15.44m), the main contributions both to the longitudinal impedance Z||/n and the loss factor kloss come from the RF-cavity. Cavity impedance was also estimated with CST Microwave Studio (CST Studio SuiteTM 2006) by simulating coaxial wire method commonly used for impedance measurements. Both estimates agree well. Finally, we performed the simulations of a number of inductive elements with CST Particle Studio 2010 by using wake field solver. We have also evaluated the bunch length in NESTOR taking the conservative estimate of 3 Ohm for the ring broadband impedance and have found that the bunch length sz = 0.5 cm could be obtained in steady state operation mode for the designed bunch current of 10 mA and RF-voltage of 250 kV.Одержані оцінки внесків в реальну та мниму частини широкосмугового імпедансу від різних компонент вакуумної камери накопичувача НЕСТОР за допомогою як аналітичних виразів, одержаних у низькочастотному наближенні, так і комп'ютерного моделювання. Як і очікувалось, виходячи з того, що довжина окружності кільця невелика (15,44 м), основний внесок, як в поздовжний імпеданс Z||/n, так і в фактор енергетичних втрат kloss, дає ВЧ-резонатор. Широкосмуговий імпеданс резонатора був також одержаний за допомогою CST Microwave Studio (CST Studio Suite TM 2006) шляхом моделювання методу "коаксіального дроту", який широко використовується для виміру імпеданса. Обидві оцінки добре узгоджуються між собою. Виконано моделювання декількох індуктивних елементів за допомогою CST Particle Studio 2010, використовуючи програму, що обчислює кільватерні поля. Мы також оцінили довжину згустка в накопичувачі, узявши консервативну оцінку Z||/n= 3 Ом, та показали, що для проектних величин струму в згустку 10 мА та амплітуди ВЧ-напруги в резонаторі 250 кВ довжина згустку становить sz = 0.5 см.Получены оценки вкладов в реальную и мнимую части широкополосного импеданса от различных компонент вакуумной камеры накопителя НЕСТОР с помощью, как аналитических выражений, полученных в низкочастотном приближении, так и компьютерного моделирования. Как и ожидалось, исходя из того, что длина окружности кольца невелика (15,44 м), основной вклад, как в продольный импеданс Z||/n, так и в фактор энергетических потерь kloss, дает ВЧ-резонатор. Широкополосный импеданс резонатора был также получен с помощью CST Microwave Studio (CST Studio Suite TM 2006) путем моделирования метода "коаксиальной проволоки", широко используемого для измерения импеданса. Обе оценки хорошо согласуются между собой. Проведено моделирование ряда индуктивных элементов с помощью CST Particle Studio 2010, используя программу, вычисляющую кильватерные поля. Мы также оценили длину сгустка в накопителе, взяв консервативную оценку Z||/n= 3 Ом, и показали, что для проектных величин тока в сгустке 10 мА и амплитуды ВЧ-напряжения в резонаторе 250 кВ длина сгустка составляет sz = 0.5 см

Radiation damage in tungsten target of the "KIPT Neutron Source"

In this work, mathematical modeling of a complex of processes occurring in a tungsten target under irradiation with high-energy electrons with an energy of 100 MeV: an electromagnetic shower, the production of photo-neutrons, and particle transport along the target, damage from neutrons of the subcritical assembly. It was found that the greatest contribution to the rate of damage formation in a tungsten target give the elastic scattering of high-energy electrons on nuclei.Проведено математичне моделювання комплексу процесів, що проходять у вольфрамовій мішені при опроміненні високоенергетичними електронами з енергією 100 МеВ: електромагнітного ливню, утворення фотонейтронів, транспорту частинок уздовж мішені, пошкодження від нейтронів підкритичної збірки. Встановлено, що найбільший внесок у швидкість створення пошкоджень у вольфрамовій мішені вносить пружна взаємодія високоенергетичних електронів з ядрами.Проведено математическое моделирование комплекса процессов, проходящих в вольфрамовой мишени при облучении высокоэнергетическими электронами с энергией 100 МэВ: электромагнитного ливня, рождения фотонейтронов, транспорта частиц вдоль мишени, повреждений от нейтронов подкритической сборки. Установлено, что наибольший вклад в скорость образования повреждений в вольфрамовой мишени вносит упругое взаимодействие высокоэнергетических электронов с ядрами

Sources of the x-rays based on compton scattering

The principles of the intense X-rays generation by laser beam scattering on a relativistic electron beam are described and description of facilities are assigned to produce the X-rays based on Compton scattering is presented. The possibilities of various types of such facilities are estimated and discussed. The source of the X-rays based on a storage ring with low beam energy is described in details and advantages of the sources of such type are discussed. The results of calculation and numerical simulation had been carried out for laser electron storage ring N100M that is under developing in NSC KIPT show wide prospects of the accelerator facility of such type.Описано принципи, що дозволяють отримувати інтенсивні пучки g-квантів при розсіюванні лазерного пучка на релятивістському електронному пучці та представлено останні результаті експериментів. Детально описується джерело рентгенівського випромінювання на базі нагромаджувача з малою енергією електронного пучка та обговорюються переваги цього способу одержання жорстких фотонів. Наведено результати моделювання параметрів джерела інтенсивного g-випромінювання на базі комптонівського розсіювання –Н100М.Описаны физические принципы получения интенсивных пучков g-квантов при рассеянии лазерного пучка на релятивистском электронном пучке и представлены последние экспериментальные результаты. Детально описывается источник рентгеновского излучения, основанный на накопительном кольце с малой энергией электронного пучка, и обсуждаются преимущества этого способа получения жестких фотонов. Приводятся результаты моделирования параметров источника интенсивного g-излучения на основе комптоновского рассеяния – Н100М