Specificity of simulation of low energies accelerating structures

Parameters of the H-resonator: the resonant frequency, the distribution of phases and amplitudes of the high- frequency field in the accelerating gaps are mainly determined by the load that forms the acceleration channel. When creating applied accelerators based on H-resonators, it is necessary to determine not only the parameters of the accelerating channel, but also the electrodynamics characteristics of the resonator, which have influence on the efficiency of high-frequency power use. The paper presents an analysis of the methods for modeling the load of accelerating H-resonators taking into account the stated requirements.Параметри Н-резонатора: резонансна частота, розподіл фаз і амплітуд високочастотного поля в прискорювальних періодах, головним чином, визначаються встановленим у резонаторах навантаженням, яке утворює канал прискорення. При створенні на базі Н-резонаторів прискорювачів прикладного призначення необхідно визначати не тільки параметри прискорювальних каналів, але й підтримувати прийнятні електродинамічні характеристики резонатора, які впливають на ефективність використання високочастотної потужності. Представлено аналіз способів моделювання навантаження Н-резонаторів з урахуванням викладених вимог.Параметры Н-резонатора: резонансная частота, распределение фаз и амплитуд высокочастотного поля в ускоряющих зазорах, главным образом, определяются устанавливаемой в резонаторах нагрузкой, образующей канал ускорения. При создании на базе Н-резонаторов ускорителей прикладного назначения необходимо определять не только параметры ускоряющего канала, но и поддерживать приемлемые электродинамические характеристики резонатора, влияющие на эффективность использования высокочастотной мощности. Представлен анализ способов моделирования нагрузки ускоряющих Н-резонаторов с учетом изложенных требований

Modernization of injection system of accelerator MLUD-3

Modernization of the injector accelerator MLUD-3 was undertaken in order to create preconditions for the increase of the accelerated average current and improve of control parameters of the injector. Measures to increase the accelerated averaged current was directed to the extension of the pulse duration of the injection to the value of the pulse duration of the accelerating field, the conversion of the ion beam from the injector into the converging beam with parameters required for proper matching with the accelerating structure and to ensure the possibility of increasing the frequency of the pulse of injection.Представлено результати модернізації системи інжекції прискорювача МЛУД-3. Система інжекції доповнена пристроєм узгодження на основі багатоелектродної електростатичної лінзи, яка забезпечує транспортування і погодження характеристик інжектованого пучка з каналом, який прискорює. Удосконалена система електричного живлення інжектора. Поліпшені характеристики й надійність роботи високовольтних модуляторів джерела іонів і лінзи. Управління роботою пристрою живлення іонного джерела, що знаходиться під високим потенціалом, і знімання інформації з пристрою забезпечують оптроні лінії зв'язку. Створено сучасний таймерний пристрій для управління і синхронізації імпульсних пристроїв прискорювача. Таймер сполучається з персональним комп'ютером, що забезпечує управління і збереження режимів роботи. Збільшено об’єм вакуумних камер системи інжекції і потужність засобів відкачування, що поліпшило вакуумні характеристики і підвищило надійність роботи системи інжекції.Представлены результаты модернизации системы инжекции ускорителя МЛУД-3. Система инжекции дополнена устройством согласования на основе многоэлектродной электростатической линзы, которая обеспечила транспортировку и согласование характеристик инжектируемого пучка с ускоряющим каналом. Усовершенствована система электропитания инжектора. Улучшены характеристики и надежность работы высоковольтных модуляторов источника ионов и линзы. Управление работой устройства питания ионного источника, находящегося под высоким потенциалом, и съем информации с устройства переведены на оптронные линии связи. Создано современное таймерное устройство для управления и синхронизации импульсных устройств ускорителя. Устройство сопрягается с персональным компьютером, обеспечивающим управление и сохранение режимов работы. Увеличены объем вакуумных камер системы инжекции и мощность средств откачки, что улучшило вакуумные характеристики и повысило надежность работы системы инжекции

Development of alternatives for accelerating structure in the range of intermediate proton energy

A scope of the linear accelerating structures for acceleration proton high rower beams in energy range 5… 100 MeV is presented. Main task lies in a possibility to use superconductive equipment. The results are given for +original desgn of accelerating structures of alternating segments being excited on E11-wave on π/2-mode. A possibility is discussed about the use of focusing blocks with the RF–quadrupoles which uniformly fit into the chain of accelerating cells.Приводиться огляд розробок конструкцій структур лінійних прискорювачів протонів з високою потужністю пучка в діапазоні енергій 5...100 МеВ. Основна вимога полягає в можливості використання надпровідної техніки. Описані результати оригінальних розробок прискорюючої структури типу зустрічних сегментів, що збуджується на Е11-хвилі, а також можливість застосування фокусуючих блоків з ВЧ-квадруполями, які однорідно вписуюються в цепочку прискорюючих комірок.Приводится обзор разработок конструкций структур линейных ускорителей протонов с большой мощностью пучка в диапазоне энергий 5...100 МэВ. Главная задача заключается в возможности использования сверхпроводящей техники. Описаны результаты оригинальных разработок ускоряющей структуры типа встречных сегментов, возбуждаемой на Е11-волне, и возможность применения фокусирующих блоков с ВЧ – квадруполями, которые однородно вписываются в цепочку ускоряющих ячеек

Application in a linear proton accelerator of a non-vaporizable Zr(86)-Al(14) getter located inside the chamber of a plasma-ion proton injector for its additional pumping

The rates of pumping hydrogen and nitrogen by the non-evaporable Zr(86)-Al(14) getter located inside the chamber of a plasma-ion proton injector are investigated. The measurements at the temperature range 473…1300 K and pressures from 13 to 10⁻³ Pa were carried out. The highest pumping rates of hydrogen ((283±15) l/s) and nitrogen ((133±15) l/s) achieved at the temperature range 525…575 K and pressure from 13 to 10⁻³ Pa has been established. It is shown that the proposed non-evaporated getter Zr(86)-Al(14) provided the required operating pressure in the chamber of the plasma-ion injector of the linear proton accelerator and the minimum concentration of hydrogen, nitrogen, and other residual gases.Проведені виміри швидкостей відкачування водню і азоту в камері плазмово-іонного інжектора протонів з розташованим всередині неї для її додаткового відкачування гетером Zr(86)-Al(14), що не випаровується. Виміри проведені в інтервалі температур 473…1300 К і тисків 13…~ 10⁻³ Па. Установлені найбільші швидкості відкачування водню ((283±15) л/с) і азоту ((133±15) л/с), що досягаються в інтервалі температур 525…595 К і тисків 13…~ 10⁻³ Па. Показано, що запропонований гетер, що не випаровується, Zr(86)-Al(14) забезпечує необхідний робочий тиск у камері плазмово-іонного інжектора лінійного прискорювача протонів та мінімальну концентрацію водню, азоту та інших залишкових газів.Проведены измерения скоростей откачки водорода и азота в камере плазменно-ионного инжектора протонов с размещенным внутри нее неиспаряемым геттером Zr(86)-Al(14). Измерения проведены в интервале температур 473…1300 К и давлений 13…∼ 10⁻³ Па. Установлены наибольшие скорости откачки водорода ((283±15) л/с) и азота ((133±15) л/с), достигаемые в интервале температур 525…575 К и давлений 13…∼10⁻³ Па. Показано, что предложенный неиспаряемый геттер Zr(86)-Al(14) обеспечивает необходимое рабочее давление в камере плазменно-ионного инжектора линейного ускорителя протонов и минимальную концентрацию водорода, азота и других остаточных газов

RF power supply system for ion technology accelerator

An analytical complex is being created at the NSC KIPT for the study of materials by activation analysis. The design, characteristics and tuning results of the first channel of the high-frequency power supply system of the linear deuteron accelerator are presented. The accelerator will be used as a driver of the neutron source. The system will provide input into the resonator up to 500 kW of RF power.У ННЦ ХФТІ створюються аналітичний комплекс для дослідження матеріалів методом активаційного аналізу. Представлені: конструкція, характеристики і результати настройки першого каналу системи високочастотного (ВЧ) живлення лінійного прискорювача іонів, що застосовується як драйвер джерела нейтронів. Система буде забезпечувати введення в резонатор до 500 кВт ВЧ-потужності.В ННЦ ХФТИ создается аналитический комплекс для исследования материалов методом активационного анализа. Представлены: конструкция, характеристики и результаты настройки первого канала системы высокочастотного (ВЧ) питания линейного ускорителя ионов, используемого в качестве драйвера источника нейтронов. Система будет обеспечивать ввод в резонатор до 500 кВт ВЧ-мощности

Velocity-space sensitivity of the time-of-flight neutron spectrometer at JET

The velocity-space sensitivities of fast-ion diagnostics are often described by so-called weight functions. Recently, we formulated weight functions showing the velocity-space sensitivity of the often dominant beam-target part of neutron energy spectra. These weight functions for neutron emission spectrometry (NES) are independent of the particular NES diagnostic. Here we apply these NES weight functions to the time-of-flight spectrometer TOFOR at JET. By taking the instrumental response function of TOFOR into account, we calculate time-of-flight NES weight functions that enable us to directly determine the velocity-space sensitivity of a given part of a measured time-of-flight spectrum from TOFOR

On the mechanisms governing gas penetration into a tokamak plasma during a massive gas injection

A new 1D radial fluid code, IMAGINE, is used to simulate the penetration of gas into a tokamak plasma during a massive gas injection (MGI). The main result is that the gas is in general strongly braked as it reaches the plasma, due to mechanisms related to charge exchange and (to a smaller extent) recombination. As a result, only a fraction of the gas penetrates into the plasma. Also, a shock wave is created in the gas which propagates away from the plasma, braking and compressing the incoming gas. Simulation results are quantitatively consistent, at least in terms of orders of magnitude, with experimental data for a D 2 MGI into a JET Ohmic plasma. Simulations of MGI into the background plasma surrounding a runaway electron beam show that if the background electron density is too high, the gas may not penetrate, suggesting a possible explanation for the recent results of Reux et al in JET (2015 Nucl. Fusion 55 093013)

Relationship of edge localized mode burst times with divertor flux loop signal phase in JET

A phase relationship is identified between sequential edge localized modes (ELMs) occurrence times in a set of H-mode tokamak plasmas to the voltage measured in full flux azimuthal loops in the divertor region. We focus on plasmas in the Joint European Torus where a steady H-mode is sustained over several seconds, during which ELMs are observed in the Be II emission at the divertor. The ELMs analysed arise from intrinsic ELMing, in that there is no deliberate intent to control the ELMing process by external means. We use ELM timings derived from the Be II signal to perform direct time domain analysis of the full flux loop VLD2 and VLD3 signals, which provide a high cadence global measurement proportional to the voltage induced by changes in poloidal magnetic flux. Specifically, we examine how the time interval between pairs of successive ELMs is linked to the time-evolving phase of the full flux loop signals. Each ELM produces a clear early pulse in the full flux loop signals, whose peak time is used to condition our analysis. The arrival time of the following ELM, relative to this pulse, is found to fall into one of two categories: (i) prompt ELMs, which are directly paced by the initial response seen in the flux loop signals; and (ii) all other ELMs, which occur after the initial response of the full flux loop signals has decayed in amplitude. The times at which ELMs in category (ii) occur, relative to the first ELM of the pair, are clustered at times when the instantaneous phase of the full flux loop signal is close to its value at the time of the first ELM