Б. С. ИШХАНОВ, А. В. ПОСЕРЯЕВ, В. И. ШВЕДУНОВ
НИИ ядерной физики им. МГУ им. , Москва
НАКОПИТЕЛЬНОЕ КОЛЬЦО ДЛЯ КОМПАКТНОГО
ИСТОЧНИКА РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
В работе представлена модель накопительного кольца на энергию 43 Мэв для генерации квазимонохроматического рентгеновского излучения в процессе обратного Комптоновского рассеяния лазерного луча на релятивистских электронах. Сформулированы требования к параметрам электронного пучка и характеристикам структуры накопителя. Рассмотрены характерные особенности накопителя.
В последние несколько лет широко обсуждается проблема создания компактного источника квазимонохроматического рентгеновского излучения [1] - [3], поскольку стандартные рентгеновские трубки не позволяют получить требуемую во многих практических приложениях интенсивность излучения при узкой ширине спектра. Использование процесса обратного Комптоновского рассеяния лазерного луча на пучке электронов позволяет решить эту проблему, не прибегая к дорогостоящим источникам синхротронного излучения. Мы предлагаем модель структуры компактного накопительного кольца для реализации указанной схемы.
Баланс между эффектами лазерного охлаждения и внутрипучкового рассеяния определяет равновесные значения эмиттансов электронного пучка: 
~1 мм×мрад, (sd )min~0.012. Для получения необходимой интенсивности рентгеновского излучения требуется пучок с поперечными размерами ~100 мкм, что устанавливает жёсткие требования на величины b-функций накопителя в области взаимодействия электронов с лазерным импульсом bx,z*~1 см.
Для достижения максимальной плотности электронного пучка в области взаимодействия необходимо получить нулевое значение дисперсионной функции и малые значения b-функций в этой области. При этом остальная часть накопителя должна быть дисперсной для ослабления эффекта внутрипучкового рассеяния. На рис.1 представлена структура накопительного кольца, удовлетворяющая указанным требованиям. Структурные функции накопителя показаны на рис.2. Эти требования неминуемо приводят к большим значениям естественной хроматичности кольца и влиянию хроматических эффектов высоких порядков. В таблице 1 приведены основные характеристики накопителя.
|
|
Рис.1. Структура накопительного кольца. | Рис.2. Структурные функции накопителя. |
Для коррекции хроматических эффектов предлагается использование семейств секступольных линз (SX и SZ), расположение которых показано на рис.1. При этом вариации бетатронных частот оказываются в пределах DQ ~0.01 при (sd )min~0.012.
Таблица.1. Основные параметры накопителя.
Параметр | Значение |
Периметр, м | 15.745 |
Бетатронные частоты: Qx Qz | 4.35 4.19 |
bx*, м bz*, м | 4.6 8.2 |
Амплитуда СВЧ, кВ | 300 |
Частота СВЧ, МГц | 571.2 |
Синхротронная частота, Qs | 0.0144 |
Хроматичность: Qx/ Qz/ | -11.907 -11.023 |
Расчётные параметры накопителя позволяют получить удовлетворительные характеристики электронного пучка в области его взаимодействия с импульсом лазера.
Список литературы
1. Z. Huang, *****th, Phys. Rev. Lett., 80, p.
2. P. Gladkikh et al., Proc. Of EPAC 2000, Austria, v.1, p. 696.
3. E. G.Bessonov et. al., ICXRL Proceedings, Chinese Republic, 2004.
