Calculation of coupling coefficient caused by vertical dispersion

Sources of horizontal-vertical coupling of transverse oscillations in storage rings are misalignments and tilts of bending magnets, quadrupoles and sextupoles. The coupling arises from two separate factors: spurious vertical dispersion generated by misalignment errors and skew-quadrupole effects generated by tilts of magnet elements. It is sensible to consider the effect of these factors to vertical emittance apparently with the aim to determine an influence of the each factor and to define methods of the coupling correction. In this paper a method of a coupling coefficient determination caused by spurious vertical dispersion in an electron storage ring is presented. The method is base on a matrix formalism of a coupling motion description and allows take distribution function of the coupling coefficient. The results of the coupling coefficient calculations for the Kharkov source of synchrotron radiation (UNK) are presented

Distribution of the beam density at the target of subcritical facility "Neutron Source"

NSC KIPT subcritical facility “Neutron Source” uses rectangular tungsten or uranium target of 64×64 mm top cross-section. To generate maximum neutron flux, prevent overheating of the target and reduce thermal stress during the facility power operation one should provide uniform electron beam distribution at the target top surface. During the facility design three different possibilities of electron beam density redistribution above the target surface were considered. These were the fast beam scanning with two dimensional scanning magnets; the method of uniform beam distribution formation with linear focusing elements (dipole and quadrupole magnets) and nonlinear focusing elements (octupole magnets), when final required rectangular beam shape with homogeneous beam density is formed at target; and combined method, when one forms the small rectangular beam with homogeneous beam density distribution and scan it over the target surface with scanning magnets. In the paper the all three methods are considered and discussed taking into account the layout of the transportation channel of NSC KIPT subcritical facility “Neutron Source”. For the first stage of the facility start-up and pilot operation the fast scanning method was chosen, realised and tested. The results of the beam distribution measurements over the surface of the target during the facility adjustment and start up are presented.Підкритична установка «Джерело нейтронів» ННЦ ХФТІ використовує прямокутну вольфрамову або уранову мішень розміром 64×64 мм у поперечнику. Для генерації максимального потоку, запобігання перегріву мішені та зниженню температурного стресу матеріалу мішені при роботі на повній потужності прискорювача необхідно забезпечити рівномірний розподіл частинок на поверхні мішені. При проектуванні установки було розглянуто три можливості перерозподілу густини електронного пучка на поверхні мішені, такі як швидке двомірне сканування електромагнітами, метод формування однорідної густини частинок лінійними (дипольними та квадрупольними магнітами) та нелінійними (октупольними) фокусуючими елементами, коли остаточна прямокутна форма пучка з однорідним розподілом густини частинок формується на мішені, та комбінований метод, коли маленький квадрат з однорідною щільністю формується нелінійними фокусуючими елементами, а потім сканується по поверхні мішені дипольними магнітами. Розглянуто та обговорено всі три методи, беручи до уваги структуру каналу транспортування пучка підкритичної установки «Джерело нейтронів» ННЦ ХФТІ. На першій стадії фізичного пуску та дослідно-промислової експлуатації метод швидкого сканування було вибрано до реалізації та протестовано. Представлено результати вимірювань розподілу щільності електронів на поверхні мішені, які було отримано при підготовці та протягом фізичного пуску установки.Подкритическая установка «Источник нейтронов» ННЦ ХФТИ использует прямоугольную вольфрамовую или урановую мишень размером 64×64 мм в поперечном сечении. Для генерации максимального потока нейтронов, предотвращения перегрева мишени и снижения температурного стресса материала мишени при работе на полной мощности ускорителя необходимо обеспечить равномерное распределение частиц на поверхности мишени. При проектировании установки были рассмотрены три возможности перераспределения плотности электронного пучка на поверхности мишени, такие как быстрое двухмерное сканирование электромагнитами, метод формирования однородной плотности частиц линейными (дипольными и квадрупольными магнитами) и нелинейными (октупольными) фокусирующими элементами, когда окончательная прямоугольная форма пучка с однородным распределением плотности частиц формируется на мишени, и комбинированный метод, когда небольшой квадрат с однородной плотностью формируется нелинейными фокусирующими элементами и затем сканируется по поверхности мишени дипольными магнитами. Рассмотрены все три метода, принимая во внимание структуру канала транспортировки пучка подкритической установки «Источник нейтронов» ННЦ ХФТИ. На первой стадии физического пуска и опытно-промышленной эксплуатации метод быстрого сканирования был выбран для реализации и протестирован. Представлены результаты измерений распределения плотности электронов на поверхности мишени, которые были получены при подготовке и в течение физического пуска установки

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

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

The analysis and choice of the system for attaining vacuum in a 300 MeV electron storage ring

Conditions are considered for attaining a pressure of ~10⁻⁹ Torr in a vacuum chamber of the redesigned storage ring N100M with the use of both concentrated and distributed pumps. Estimates are made for admissible outgassing due to thermal desorption and synchrotron radiation-induced desorption; a variant of arranging the pumps along the perimeter of the N100M storage ring is proposed.Розглянуто умови для отримання тиску ~10⁻⁹ Тор електронопроводі нагромаджувача Н100М, що модернізується, з використанням як зосереджених так і розподілених насосів. Визначено дозволені значення для обумовленого термодесорбцією газовиділення, та десорбції за рахунок синхротронного випромінювання. Запропоновано варіант розташування насосів по периметру нагромаджувача Н100М.Рассмотрены условия получения давления ~ 10⁻⁹ Торр в электронопроводе реконструируемого накопителя Н100М при использовании как сосредоточенных, так и распределенных средств откачки. Определены допустимые значения газовыделения за счет термодесорбции и десорбции за счет синхротронного излучения. Предложен вариант расстановки средств откачки по периметру накопителя Н100М

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

Characteristics of synchrotron radiation of storage ring nestor and its applications

The results of calculations of the basic SR characteristics, generated from bending magnets of the storage ring NESTOR are presented. The methods of parameter measurements of a circulating beam with SR are considered. The possible areas of SR application of the storage ring NESTOR are given.Проведено розрахунок основних характеристик СВ, що генерується з поворотних магнітів нагромаджувача електронів НЕСТОР. Розглянуто методики проведення вимірів параметрів циркулюючого пучка за допомогою СВ. Приведено можливі області застосування СВ нагромаджувача НЕСТОР.Проведен расчет основных характеристик СИ, генерируемого из поворотных магнитов накопителя электронов НЕСТОР. Рассмотрены методики проведения измерений параметров циркулирующего пучка с помощью СИ. Приведены возможные области применения СИ накопителя НЕСТОР

Burnup and radiation embrittlement of the U-Mo neutron source target

The burnup of uranium target plates of the NSC KIPT neutron source was studied. An analysis of experimental work on the effect of neutron irradiation on the strength and plastic properties of uranium and U-Mo alloys under conditions close to the operation of the target has been carried out. A description of the processes of radiation embrittlement is presented, taking into account the deformation and porosity of materials at various levels of burnup. An estimate of the expected service life of a uranium target under irradiation has been carried out.Досліджено вигоряння уранових мішеней джерела нейтронів ННЦ ХФТІ. Проведено аналіз експериментальних робіт по впливу нейтронного опромінення на міцнісні та пластичні властивості урану і сплаву U-Mo в умовах, наближених до умов роботи мішені. Проведена оцінка очікуємого ресурсу роботи пластин уранової мішені під опроміненням.Исследовано выгорание урановых мишеней источника нейтронов ННЦ ХФТИ. Проведен анализ экспериментальных работ по влиянию нейтронного облучения на прочностные и пластическиe свойства урана и сплава U-Mo в условиях, приближенных к условиям работы мишени. Проведена оценка ожидаемого ресурса работы пластин урановой мишени под облучением

Nano-mechanisms of connection in the solid phase of tungsten and tantalum in the manufacture of a neutron source target

Nano-mechanisms of solid-phase bonding of tungsten and tantalum, which are implemented in the manufacture of a neutron source target for the research nuclear facility (RNF) of NSC KIPT, are considered. This facility is a new type of nuclear reactor, in the core of which the intensity of the nuclear fission reaction of the uranium isotope ²³⁵U is controlled by an electron accelerator. An installation for joining metals in the solid phase is described, its parameters are given, as well as the parameters of the joined metals. An electron-probe X-ray spectral analysis of the interface between the samples was carried out. The physical foundations of the nano-mechanism of bonding in the solid phase of tungsten and tantalum at the dynamic and isostatic stages at hot vacuum pressing are formulated. Experimental data on the relative temperature convergence of rolls at the dynamic and isostatic stages of hot vacuum pressing have been obtained.Розглянуто наномеханізми з’єднання у твердій фазі вольфраму та танталу, що реалізуються під час виготовлення мішені нейтронного джерела для дослідницької ядерної установки НДК ПЯС ННЦ ХФТІ. Ця установка є новим типом ядерного реактора, в активній зоні якого інтенсивність протікання ядерної реакції поділу ізотопу урану ²³⁵U керується прискорювачем електронів. Описано установку для з’єднання металів у твердій фазі, наведено її параметри, так само як і параметри металів, що з’єднуються. Проведено електронно-зондовий рентгеноспектральний аналіз межі з’єднання зразків. Отримано експериментальні дані щодо температурного сходження валків на стадіях: динамічній і ізостатичного гарячого вакуумного пресування

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