RF pulsed measurements at the TNK linear accelerator-injector

Measurements of RF pulse signals in megawatt circuits are an important problem of acceleration technique. Measuring circuits should not degrade WSVR in power transmitting channels or give rise to local electric field overvoltages. An especially developed set of tools including 2.8 GHz detecting unit blocks, vacuum directional couplers, phase detectors, and phase shifting lines is described. The set allows one to carry out non-intrusive RF signal measurements in the waveguide channel at up to 20 MW power level with an accuracy of some percents.Вимір високочастотних імпульсних сигналів у пристроях з мегаватними рівнями потужності є важливою задачею прискорювальної техніки. Вимірювальні ланцюги не повинні погіршувати КСВН у трактах передачі потужності і створювати локальні перенапруги електричних полів. Описана спеціально розроблена на частоту 2.8 ГГц елементна база, що складається з блоків детектуючих пристроїв, вакуумних спрямованих відгалужувачів, фазових детекторів, фазозсувних коаксіальних ліній, що забезпечує виміри НВЧ сигналів без збурення у хвилеводному тракті і лінійному прискорювачі з рівнем потужності до 20 МВт із точністю не гірше декількох відсотків.Измерение высокочастотных импульсных сигналов в устройствах с мегаваттными уровнями мощности является важной задачей ускорительной техники. Измерительные цепи не должны ухудшать КСВН в трактах передачи мощности и создавать локальные перенапряжения электрических полей. Описана специально разработанная на частоту 2.8 ГГц элементная база, состоящая из блоков детектирующих устройств, вакуумных направленных ответвителей, фазовых детекторов, фазосдвигающих коаксиальных линий, обеспечивающая не возмущающие измерения СВЧ сигналов в волноводном тракте и линейном ускорителе с уровнем мощности до 20 МВт с точностью не хуже нескольких процентов

Buncher of electron linac-injector for a synchrotron

The application of RF buncher-accelerators for obtaining the short electron bunches is rather known. Their design varies. Linear accelerators with high-current pulsed beams at energy more than 30 MeV are mainly used as injectors into synchrotrons at modern accelerating complexes. The beam should be previously prepared as series of bunches for injection to obtain stable and effective accelerating regime. In this case RF electron sources would be appropriate for use at the input of a linear accelerator. Such preparing the beam allows one to achieve an effective beam capture into the accelerating regime of linear accelerator for each of the bunches, as well as synchronized operation of the complex with decreased level of radiation background

Study of electron beam energy conversion at gyrocon–linear accelerator facility

A gyrocon together with the high-voltage 1.5 MeV accelerator ELIT-3A represents a power generator at 430 MHz serving for linear electron accelerator pulse driving. The facility description and results of calorimetric measurements of ELIT-3A electron beam power and accelerated beam at the end of accelerator are presented in the paper. The achieved energy conversion efficiency is about 55%.Гирокон разом з високовольтним 1.5 МеВ прискорювачем ЕЛІТ-3А являє собою генератор потужності на частоті 430 МГц і служить для збудження лінійного прискорювача електронів в імпульсному режимі. Приведено опис установки і результати калориметричних вимірів потужності електронного пучка ЕЛІТ-3А і прискореного пучку на виході лінійного прискорювача. Отриманий КПД перетворення 55%.Гирокон совместно с высоковольтным 1.5 МэВ ускорителем ЭЛИТ-3А представляет собой генератор мощности на частоте 430 МГц и служит для возбуждения линейного ускорителя электронов в импульсном режиме. Приведено описание установки и результаты калориметрических измерений мощности электронного пучка ЭЛИТ-3А и ускоренного пучка на выходе линейного ускорителя. Получен КПД преобразования 55%

Waveguide channel for TNK linear accelerator–injector

80 MeV linear accelerator is a part of the industrial storage facility at the State Research Institute for Problems in Physics named after F.V. Lukin (Moscow, Zelenograd). 6-meter long accelerating DAW structure operates at 2.8 GHz and is powered by the Olivin klystron station. The power is transmitted through the long waveguide channel made of rectangular copper pipes with 90·45 mm cross section and 5 mm walls, with no circulator. The paper deals with the waveguide channel construction features, including indium gaskets to connect individual parts. The waveguide channel length correction procedure for the purpose of overvoltage decreasing during accelerating structure breakdowns is also described.Технологічний накопичувальний комплекс НІДФП ім. Ф.В.Лукина, м. Зеленоград у своєму складі має лінійний прискорювач на енергію 80 МеВ. Прискорююча структура ЛП із шайбами і діафрагмами (DAW) довжиною 6 м працює на частоті 2,8 ГГц. Джерелом ВЧ-потужності для неї служить клістронна станція «Олівін». Передача потужності здійснюється довгим хвилевідним трактом, виконаним з мідних прямокутних труб перетином 90×45 мм і товщиною стінок 5 мм, без циркулятора. Розглянуті особливості конструктивного виконання хвилевідного тракту, у якому використовуються індійові ущільнення для з'єднання окремих елементів. Також приведена процедура настроювання довжини хвилевідного тракту з метою зменшення в ньому перенапруги при пробоях структури.Технологический накопительный комплекс НИИФП им. Ф.В.Лукина, г. Зеленоград в своём составе имеет линейный ускоритель на энергию 80 МэВ. Ускоряющая структура ЛУ с шайбами и диафрагмами (DAW) длиной 6 м работает на частоте 2,8 ГГц. Источником ВЧ-мощности для неё служит клистронная станция «Оливин». Передача мощности осуществляется длинным волноводным трактом, выполненным из медных прямоугольных труб сечением 90×45 мм и толщиной стенок 5 мм, без циркулятора. Рассмотрены особенности конструктивного выполнения волноводного тракта, в котором используются индиевые уплотнения для соединения отдельных элементов. Также приведена процедура настройки длины волноводного тракта с целью уменьшения в нём перенапряжения при пробоях ускоряющей структуры

Status of “Siberia-2” SR sourse preinjector

Improvements made in linac systems have significantly increased the reliability of its operation. At present time the linac injects an electron beam with an energy of 75 MeV, beam current of 65 mA (DE/E=1%), with a pulse duration of 18 ns at a repetition rate of 1 pps

Status of the linear accelerator-injector at TNK facility

Industrial storage facility at Lukin State Research Institute for Problems in Physics, Zelenograd includes two electron storage rings: the main ring for energy of 2.5 GeV and booster ring for energy of 450 MeV. Linear accelerator for electron energy up to 80 MeV serves as an electron injector of TNK facility. The accelerator was commissioned in December, 2002. The accelerated current of ~50 mA at 55 MeV was obtained. The paper presents the linear accelerator scheme and time diagram for its parts operation. DAW accelerating structure and beam transportation channel to the booster ring are described. The electron beam parameters obtained are listed.Технологический накопительный комплекс НИИ ФП им. Лукина г.Зеленоград включает в себя два накопителя электронов: основной накопитель на энергию 2.5 ГэВ и малый накопитель–бустер на энергию 450 МэВ. Инжектором электронов комплекса ТНК является линейный ускоритель на энергию до 80 МэВ. В декабре 2002 г. был осуществлен запуск ускорителя. Получен ускоренный ток ~50 мА с энергией 55 МэВ. В статье рассмотрена схема линейного ускорителя и временная диаграмма работы ее элементов. Дано описание ускоряющей структуры с шайбами и диафрагмами и канала транспортировки пучка к малому накопителю. Приведены достигнутые к настоящему времени параметры пучка электроновТехнологічний накопичувальний комплекс НДІ ФП ім.Лукіна м.Зеленоград містить у собі два на- копичувача електронів: основний накопичувач на енергію 2.5 ГеВ і малий накопичувач−бустер на енергію 450 МеВ. Інжектором електронів комплексу ТНК є лінійний прискорювач на енергію до 80 МеВ. У грудні 2002 р. був здійснений запуск прискорювача. Отримано прискорений струм ~50 мА з енергією 55 МеВ. У статті розглянута схема лінійного прискорювача і тимчасова діаграма роботи її елементів. Дано опис прискорювальної структури із шайбами і діафрагмами і каналу транспортування пучка до малого накопичувача. Наведено досягнуті до теперішнього часу параметри пучка електронів

Aspects of continuous electron beam injection into a standing wave accelerating structure

The paper deals with processes during injection of continuous electron beam into a standing wave accelerating structure. Not all the electrons of the beam are captured into the process of acceleration. Some of them are scattered on the accelerating structure walls or return to the cathode. At short beam current pulses, it is possible to place a cathode on the system axis. In a case of high average beam power, it is necessary to inject a beam angularly to exclude hitting the cathode by returned electrons.Рассмотрены процессы, возникающие при инжекции низковольтного несгруппированного пучка электронов в ускоряющую структуру на стоячей волне. Не все электроны пучка захватываются в режим ускорения, часть электронов рассеивается на стенках ускоряющей структуры, а часть возвращается на катод. При малой длительности импульса тока пучка возможна постановка катода на оси структуры. В случае большой средней мощности пучка необходимо инжектировать его под углом, исключающим попадание возвращенных электронов на катод.Розглянуто процеси, що виникають при інжекції низьковольтного незгрупованого пучка електронів у прискорювальну структуру на стоячій хвилі. Не всі електрони пучка захоплюються в режим прискорення, частина електронів розсіюється на стінках прискорювальної структури, а частина повертається на катод. При малій тривалості імпульсу струму пучка можлива постановка катода на осі структури. У випадку великої середньої потужності пучка необхідно інжектувати його під кутом, що виключає влучення повернутих електронів на катод

Industrial high power electron accelerator for the energy 5-10 MeV

This paper presents the project of an industrial accelerator of the modular structure. Accelerating structure consists of the chain of coaxial ILU cavities, connected by the coupling cavities. Two designs of accelerating structure, differing by a version of coupling cavities, are presented. Main parameters of the accelerator are: energy of electrons 5-10 MeV, average beam power up to 150 kW, operating frequency 176 MHz, duty factor 10%

RF gun for ILU-12 accelerator

RF gun for ILU-12 accelerator is described in the paper. Mechanism of beam transportation and energy spectrum improvements by applying an additional RF voltage of the operating frequency to the cathode-grid gap is considered in detail. Simulated energy spectrum and density profile of electron beam at the accelerator output are presented.Дається опис ВЧ-гармати прискорювача ІЛУ-12. Детально розглядається механізм поліпшення проходження пучку і його енергетичного спектра шляхом подачі додаткової ВЧ-напруги робочої частоти на зазор сітка-катод. Приводяться розрахункові спектр енергії і профіль щільності електронного пучку на виході прискорювача.Дается описание ВЧ-пушки ускорителя ИЛУ-12. Детально рассматривается механизм улучшения прохождения пучка и его энергетического спектра путем подачи дополнительного ВЧ-напряжения рабочей частоты на зазор сетка-катод. Приводятся расчетные спектр энергии и профиль плотности электронного пучка на выходе ускорителя

7 GHz pulsed magnicon amplifier

The work on creation of high-power microwave amplifiers with circular deflection of an electron beam has been carried out at INP since 1967. In the latest set of experiments on 7 GHz magnicon almost all design parameters have been achieved: the output power of 55 MW, efficiency of 56 %, and gain of 72 dB. Experimental data are in an excellent agreement with simulation results obtained by the special magnicon computer codes. Achieved results allow us to consider a magnicon as an alternative power source for linear colliders applications