Dynamics of high-current ion beam in the drift gap of induction accelerator at different variants of charge compensation

In this paper the dynamics of the high-current ion beam (HIB), compensated by the electron beam by current density and partly by charge, in the drift gap (DG) of the linear induction accelerator with the collective focusing is studied. We have considered the HIB space charge compensation by thermal electrons, which are held in the DG by a magnetic field, which has mirror configuration. The dynamics of the beams at different variants of HIB space charge compensation has been studied. Found that in the presence of a programmed injection of additional electrons from the right side, the divergence of the HIB is practically absent, and its current at the exit of the DG differs slightly from the initial.Изучена динамика сильноточного ионного пучка (СИП), компенсируемого электронным пучком по плотности тока и частично по заряду, в дрейфовом промежутке (ДП) линейного индукционного ускорителя с коллективной фокусировкой. Рассмотрена компенсация пространственного заряда СИП тепловыми электронами, которые удерживаются в ДП магнитным полем пробочной конфигурации. Изучена динамика пучков при различных вариантах компенсации пространственного заряда СИП. Установлено, что при наличии программированной инжекции справа дополнительных электронов расходимость СИП практически отсутствует, а его сила тока на выходе из ДП отличается от начальной незначительно.Вивчена динаміка сильнострумового іонного пучка (СІП), що компенсується електронним пучком за густиною струму та частково за зарядом, у дрейфовому проміжку (ДП) лінійного індукційного прискорювача з колективним фокусуванням. Розглянута компенсація просторового заряду СІП тепловими електронами, які утримуються в ДП магнітним полем пробкової конфігурації. Вивчена динаміка пучків при різних варіантах компенсації просторового заряду СІП. Встановлено, що при наявності програмованої інжекції праворуч додаткових електронів розбіжність СІП практично відсутня, а його сила струму на виході з ДП відрізняється від початкової несуттєво

Numerical simulation of high-current ion beam transportation at the presence of compensating electron beams in a LIA section

Transportation of a high-current ion beam (HCIB) with various currents was studied in the presence of accom-panying and additional electron beams' injection in the linear induction accelerator (LIA) section. The investigations were carried out by means three-dimensional numerical simulation within the framework of the complete Vlasov-Maxwell system of equations. The parameters of the system and beams have been optimized in so way, that the ion beam quality remains acceptable for a number of important technological applications at the exit of the LIA section.Вивчено транспортування сильнострумового іонного пучка (СІП) з різними струмами при наявності інжекції супроводжуючого та додаткового електронних пучків у секції лінійного індукційного прискорювача (ЛІП). Дослідження проводилися за допомогою тривимірного чисельного моделювання в рамках повної системи рівнянь Власова-Максвелла. Параметри системи і пучків оптимізовані таким чином, що на виході з секції ЛІП якість іонного пучка залишається прийнятною для низки важливих технологічних застосувань.Изучена транспортировка сильноточного ионного пучка (СИП) с различными токами при наличии инжекции сопровождающего и дополнительного электронных пучков в секции линейного индукционного ускорителя (ЛИУ). Исследования проводились с помощью трехмерного численного моделирования в рамках полной системы уравнений Власова-Максвелла. Параметры системы и пучков оптимизированы таким образом, что на выходе из секции ЛИУ качество ионного пучка остается приемлемым для ряда важных технологических приложений

Numerical modeling of high current ion beam transport with additional injection of electron beams in drift and accelerating gaps of LIA

The dynamics of a high-current ion beam (HCIB) in the system, consisting of magneto-isolated accelerating gap and the drift gap (DG) of the experimental model of linear induction accelerator (LIA) has been studied. The optimization of the magnetic field geometry, the place and time of the additional electron beam injection, as well as its cross dimension is occurred. It is shown that at found parameters of the beams, the external magnetic field, the injection of the main and additional electron beams, HCIB can be compensated (HCIB and an additional electron beam currents practically equal to the initial values and are equal to each other), so that at the exit from the system, ion beam parameters are suitable for a number important technological applications.Исследована динамика сильноточного ионного пучка (СИП) в системе, состоящей из магнитоизолиро- ванного ускоряющего зазора и дрейфового промежутка экспериментальной модели линейного индукцион- ного ускорителя. Проведена оптимизация геометрии магнитного поля, места и времени инжекции дополни- тельного электронного пучка, а также его поперечного размера. Показано, что при установленных парамет- рах пучков, внешнего магнитного поля, инжекции основного и дополнительного электронных пучков удаёт- ся скомпенсировать СИП (токи СИП и дополнительного электронного пучка практически равны первона- чальным значениям и равны между собой) так, что на выходе из системы его параметры остаются пригод- ными для ряда важных технологических приложений.Досліджено динаміку сильнострумового іонного пучка (СІП) в системі, що складається з магнітоізольо- ваного прискорюючого зазору та дрейфового проміжку експериментальної моделі лінійного індукційного прискорювача. Проведена оптимізація геометрії магнітного поля, місця і часу інжекції додаткового елект- ронного пучка, а також його поперечного розміру. Показано, що при встановлених параметрах пучків, зов- нішнього магнітного поля, інжекції основного і додаткового електронних пучків вдається компенсувати СІП (струми СІП і додаткового електронного пучка практично дорівнюють первинним значенням та є рівними між собою) так, що на виході з системи його параметри залишаються придатними для ряду важливих техно- логічних застосувань

Selfoscillations of Suspended Carbon Nanotubes with a Deflection Sensitive Resistance under Voltage Bias

We theoretically investigate the electro-mechanics of a Suspended Carbon Nanotube with a Deflection Sensitive Resistance subjected to a homogeneous Magnetic Field and a constant Voltage Bias. We show that, (with the exception of a singular case), for a sufficiently high magnetic field the time-independent state of charge transport through the nanotube becomes unstable to selfexcitations of the mechanical vibration accompanied by oscialltions in the voltage drop and current across the nanotube.Comment: 4 pages, 1 figur

Amphibole: A major carrier of helium isotopes in crustal rocks

The first evidence for a specific role of amphiboles in He isotope balance of crustal rocks was presented in early contributions by Gerling et al. (1971, 1976). Since then it was shown that 4He and 3He concentrations in amphiboles generally exceed those in the host rock samples. Recently amphibole was considered as an important carrier of noble gases and other volatiles components in the course of their subduction into the mantle. This paper presents new data on the balance and mobility of noble gas isotopes and major gas constituents in amphibole separates in order to understand sources and evolution of volatile components of 2666 Ma old alkaline granites from Ponoy massif (Kola Peninsula), which underwent metamorphism 1802 Ma ago.In the amphiboles 3He, 4He and 40Ar* were dominantly produced in situ due to radioactive decay of the parent isotopes and associated nuclear reactions. A small fraction of He (≈ 3% of the total) is liberated by crushing and shows 3He/4He ratio indistinguishable from that found by total extraction. The fraction of trapped 40Ar* amounts to ≈ 40%; both these fractions presumably occupy fluid inclusions and show rather low 4He/40Ar* ≈ 0.1, a factor of ≈ 150 below the production ratio (calculated assuming no loss / gain of the species has happened since the time of metamorphism).3He has been better preserved in amphiboles compared with 4He: the retention parameter (measured amount of He / totally produced amount) for 3He (≈ 0.4) exceeds that for 4He (≈ 0.15).He extraction by fast and slow linear heating of amphiboles resulted in different release patterns. The fast heating (within 12 to 40 °C min− 1) revealed a superposition of two peaks. When heating with slower heating rate (below 8 °C min− 1) was applied, the high-temperature peak disappeared (the “disappearing site”). Extractions of He atoms from grain and powder samples at different heating rates have shown that: (1) the “disappearing site” is revealed by the fast heating analyses of different amphibole samples but not only those from the Ponoy massif; (2) amount of He liberated from the “disappearing site” is variable and generally much less than the total amount of He in the sample; (3) analysis of the powder produced in the crushing experiments never reveals the “disappearing site”; the temperature of He release from the powder is lower than that from the mm grain size sample by ≈ 50 °C. Possible explanations of the nature of the “disappearing site” are discussed. However, independently on nature of this effect, repeated gas extractions by heating at different rates would give additional information about structure and its transformation during heating of amphiboles.The simplest explanation of the observed abundances of noble gas isotopes in the amphibole separates from Ponoy granites suggests local production, redistribution and partial loss of noble gases during evolution of the massif

The PHENIX Experiment at RHIC

The physics emphases of the PHENIX collaboration and the design and current status of the PHENIX detector are discussed. The plan of the collaboration for making the most effective use of the available luminosity in the first years of RHIC operation is also presented.Comment: 5 pages, 1 figure. Further details of the PHENIX physics program available at http://www.rhic.bnl.gov/phenix