Redistribution of sputtered material in a plane ion-plasma system with an abnormal glow discharge

The redistribution of the flow of sputtered material of a target (cathode) between the collector and the target in a plane–parallel electrode system with an anomalous glow discharge is analyzed in the kinetic approximation. Sputtering is the result of bombardment of the target by gas ions accelerated in the near–cathode space charge layer and by fast neutral atoms formed as a result of resonant ion charge exchange. Sputtered atoms partially return to the target due to collisions with gas molecules. The formulas were obtained, which were confirmed in the experiment that makes it possible to correctly estimate the ratio of the sputtered material flows deposited on the collector and the target. The results of the work are used to calculate the parameters of the processes of coating deposition and ion cleaning of the target under conditions of the anomalous glow discharge.Аналізується в кінетичному наближенні перерозподіл потоку розпиленого матеріалу мішені (катода) між колектором і мішенню в плоскопаралельній електродній системі з аномальним тліючим розрядом. Розпилення є результатом бомбардування мішені газовими іонами, прискореними в катодному шарі просторового заряду, і швидкими нейтральними атомами, що утворюються в результаті резонансного перезарядження іонів. Розпилені атоми частково повертаються на мішень через зіткнення з газовими молекулами. Отримано формули, підтверджені в експерименті, які дозволяють коректно оцінити співвідношення потоків розпиленого матеріалу, що осідають на колекторі і мішені. Результати роботи використовуються для розрахунку параметрів процесів нанесення покриттів і іонної очистки мішені в умовах аномального тліючого розряду.Анализируется в кинетическом приближении перераспределение потока распылeнного материала мишени (катода) между коллектором и мишенью в плоскопараллельной электродной системе с аномальным тлеющим разрядом. Распыление является результатом бомбардировки катода–мишени газовыми ионами, ускоренными в прикатодном слое пространственного заряда, и быстрыми нейтральными атомами, образующимися в результате резонансной перезарядки ионов. Распылeнные атомы частично возвращаются на мишень из-за столкновений с газовыми молекулами. Получены формулы, подтвержденные в эксперименте, что позволяет корректно оценить соотношение потоков распыленного материала, осаждающихся на коллекторе и мишени. Результаты работы используются для расчета параметров процессов нанесения покрытий и ионной очистки мишени в условиях аномального тлеющего разряда

The RF system for RFQ-injector of LINAC-20

The RF system of RFQ-injector being built in ITEP is presented. Two-channel RF system of RFQ-injector operates at 145 MHz in pulse mode. Parameters and test results of the channels operated on the dummy load are presented. The pulse output power of 400 kW was reached.Представлена система ВЧ-живлення прискорювача-інжектора з ПОКФ, який розробляється в ІТЕФ і призначений для заміни електростатичного форінжектора установки ЛУ-20. Система ВЧ-живлення працює на частоті 145 МГц і складається з двох підсилюючих каналів для порушення прискорюючої структури і банчера. Наводяться параметри і результати високочастотних випробувань підсилюючих каналів при роботі на еквівалент навантаження. Канал збудження структури з ПОКФ забезпечує вихідну потужність 400 кВт в імпульсі.Представлена система ВЧ-питания ускорителя-инжектора с ПОКФ, разрабатываемого в ИТЭФ и предназначенного для замены электростатического форинжектора установки ЛУ-20. Система ВЧ-питания работает на частоте 145 МГц и состоит из двух усилительных каналов для возбуждения ускоряющей структуры и банчера. Приводятся параметры и результаты высокочастотных испытаний усилительных каналов при работе на эквивалент нагрузки. Канал возбуждения структуры с ПОКФ обеспечивает выходную мощность 400 кВт в импульсе

Reconstruction of light and polarized ion beam injection system of JINR Nuclotron-NICA accelerator complex

The NICA ion collider project at JINR is under development at present. As a part of the project the Nuclotron injector upgrade has been started. The work is provided in cooperation of JINR, MEPhI and ITEP. Up to now the Nuclotron injection system consist of a number of proton and ion sources, the 650 keV pulsed preinjector and DTL linac LU-20 (Alvarez type). Such system provides injection into Nuclotron of 20 MeV proton and 5 MeV/u (Z/A >0.3) ion beams. The ion beam acceleration is realized at the 2nd harmonic of bunch travelling mode. The 650 kV high-voltage platform will be replaced by new RFQ structure. The R&D of this system is discussed in the report. Results of beam dynamics simulation in RFQ and MEBT between RFQ and LU-20, electrodynamics simula-tion, construction of RFQ resonator, RF feeding system construction will be presented. The RF power system is assembled and tested at equivalent load and RFQ resonator manufacturing is started.В даний час в ОІЯД розробляється і реалізується проект коллайдера важких іонів NICA, а також проводиться необхідна реконструкція «Нуклотрона». Зокрема, співробітниками ОІЯД, МІФІ та ІТЕФ проводиться реконструкція системи інжекції іонного пучка. В даний час система інжекції включає в себе кілька джерел протонів і іонів, імпульсний електростатичний інжектор на 650 кВ і прискорювач Альвареца ЛУ-20. Ця система дозволяє інжектувати в «Нуклотрон» пучки протонів з енергією 20 МеВ і важких іонів з енергією 5 МеВ/нукл. При цьому прискорення іонів у ЛУ-20 виробляється на другий кратності. У результаті реконструкції високовольтний інжектор повинен бути замінений прискорювачем-группірователем з просторово-однорідним квадрупольним фокусуванням (ПОКФ). Розглянуто хід робіт зі створення цього нового прискорювача. Представлено результати моделювання динаміки пучка в резонаторі з ПОКФ і каналі узгодження з ЛУ-20, результати моделювання електродинамічних характеристик прискорюючого резонатора і його конструювання, результати розробки системи високочастотного живлення. В даний час система харчування зібрана і налаштована на еквівалентне навантаження , а резонатор з ПОКФ переданий у виробництво.В настоящее время в ОИЯИ разрабатывается и реализуется проект коллайдера тяжелых ионов NICA, а также проводится необходимая реконструкция «Нуклотрона». В частности, сотрудниками ОИЯИ, МИФИ и ИТЭФ проводится реконструкция системы инжекции ионного пучка. В настоящее время система инжекции включает в себя несколько источников протонов и ионов, импульсный электростатический инжектор на 650 кВ и ускоритель Альвареца ЛУ-20. Эта система позволяет инжектировать в «Нуклотрон» пучки протонов с энергией 20 МэВ и тяжелых ионов с энергией 5 МэВ/нукл. При этом ускорение ионов в ЛУ-20 производится на второй кратности. В результате реконструкции высоковольтный инжектор должен быть заменен ускорителем-группирователем с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой (ПОКФ). Рассмотрен ход работ по созданию этого нового ускорителя. Представлены результаты моделирования динамики пучка в резонаторе с ПОКФ и канале согласования с ЛУ-20, результаты моделирования электродинамических характеристик ускоряющего резонатора и его конструирования, результаты разработки системы высокочастотного питания. В настоящее время система питания собрана и настроена на эквивалентную нагрузку, а резонатор с ПОКФ передан в производство