Ю. Ю. ЛОЗЕЕВ

Научный руководитель – Ю. А. БАШМАКОВ, д. ф.-м. н., профессор

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
РЕЗОНАТОРА МИКРОТРОНА

Проведено исследование основных электродинамических характеристик резонатора микротрона с целью использования этих результатов для дальнейшей оптимизации его конструкции.

В Физическом институте им. РАН находится электронный синхротрон «Пахра». Его первоначальное назначение состояло в проведении исследований в области ядерной физики, работ по физике и технике ускорителей, работ по созданию и применению источников излучения (ондуляторы, лазеры на свободных электронах, синхротронное излучение). Инжектором синхротрона является микротрон. был предоставлен в наше распоряжение резонатор этого микротрона. На рисунке 1 приведена схема сечения резонатора микротрона, исследуемого в работе. Все размеры на рисунке приведены в миллиметрах.

Рис. 1. Центральное сечение рабочего резонатора

В работе были выполнены качественные оценки резонатора микротрона. Были исследованы два способа инжекции в микротроне, предложенные в 1959 г. (рисунок 2). В первом типе ускорения эмиттер располагается приблизительно посередине радиуса резонатора. Во втором типе электроны начинают свой путь вблизи оси резонатора и, следуя по более сложной траектории, выходят из резонатора через добавочное отверстие [1, стр. 21].

Рис. 2. Резонатор микротрона при первом и втором типе ускорения [2, стр. 9]

Было проведено моделирование упрощенной модели резонатора, когда резонатор представляет собой цилиндрический объем, и модели учитывающей тонкие эффекты, соответствующие реальному резонатору, такие как: отверстия для пролета электронов и окно для ввода мощности.

Также было проведено экспериментальное определение резонансной частоты резонатора. В диапазоне частот от 0 до 3000МГц было обнаружено два максимума, один близок к значению, полученному в результате моделирования (f0=2890МГц), а второй (f0=2460МГц) оказался непонятным. Частота 2460МГц – паразитный резонанс в системе кабель – не идеально настроенный волноводно-коаксиальный переход, отношение к резонатору не имеет.

Результаты полученные в процессе моделирования и экспериментальные данные могут помочь в дальнейшем изучении вопроса оптимизации конструкции резонатора микротрона.

Список литературы

1.  , Мелехин . Издательство наука, 1969.

2.  , . “Квазинакопительный режим работы синхротрона «Пахра»”. Препринт, ФИАН, №19, 2007.