Рис 3.31. Геометрия инжектируемого пучка

В процессе расчетов необходимо подобрать размеры пушки, указанные на рис. 3.32,а. Критерием подбора является получение на выходе ускорителя в режимах LE и HE необходимых параметров ускоренного пучка. Кроссовер пучка должен размещаться в средине первой ячейки. В результате расчетов получены размеры пушки, указанные на рис. 3.32,б.

а б Рис.3.32. Обозначение размеров пушки (а) и полученные размеры в миллиметрах (б)

Процесс образования кроссовера при диаметре катода 11,3 см отображен на рис.3.33.

80

Рис. 3.33. Процесс образования кроссовера

Картины кроссовера при трех диаметрах катода представлены на рис.3.34.

81

	Диаметр	Картина кроссовера
	катода
	11,3 мм

10 мм

8 мм

Рис. 3.34. Картины кроссовера для трех значений диаметра катода

Результаты расчета ускорителя из 19 ячеек в режиме HE с учетом выбранного инжектора приведены в табл. 3.14. Спектры, профиль пучка и его динамика на выходе такого ускорителя изображены на рис. 3.35.

Таблица 3.14

Ускоритель из 19 ячеек с инжектором (режим HE)

Iвх, А	kз, %	Iп, А	Wреф,	Wмакс,	Wср,	Pп,	Pстр,	P,
			МэВ	МэВ	МэВ	МВт	МВт	МВт
0,320	48,0	0,154	10,697	11,058	9,035	1,579	1,132	2,711

Аналогичные данные для ускорителя из 11 ячеек с инжектором (режим LE) приведены в табл. 3.15 и на рис. 3.36.

Таблица 3.15

Ускоритель из 11 ячеек с инжектором (режим LE)

Iвх, А	kз, %	Iп, А	Wреф,	Wмакс,	Wср,	Pп,	Pстр,	P,
			МэВ	МэВ	МэВ	МВт	МВт	МВт
1,400	28,9	0,405	5,154	5,276	4,044	1,886	0,399	2,286

82

Рис. 3.35. Спектры, профили и динамика пучка на выходе 19-ячеечного ускорителя с инжектором (режим HE)

Рис. 3.36. Спектры, профили и динамика пучка на выходе 11-ячеечного ускорителя с инжектором (режим LE)

83

Глава 4. УСКОРИТЕЛИ ЭЛЕКТРОНОВ С УСКОРЯЮЩЕЙ СТРУКТУРОЙ С-ЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА

В радиационных установках для инспекции крупногабаритных грузов наибольшее применение находят малогабаритные линейные ускорители электронов с энергией до 20 МэВ. В таких ускорителях должны обеспечиваться большой коэффициент захвата, узкий энергетический спектр, высокий ускоряющий градиент, небольшие габариты [4.1]. Традиционным рабочим диапазоном частот таких ускорителей является S-диапазон. Это обусловлено большим выбором генераторов с различной выходной мощностью. В последние годы все более широко создаются и серийно выпускаются генераторы, работающие в C- диапазоне. Развитие таких генераторов позволяет рассматривать возможность создания ускорителей электронов, работающих в этом диапазоне частот. Преимуществом таких установок должно стать существенное снижение их габаритов по сравнению с существующими аналогами. Это должно обеспечить высокую конкурентоспособность ускорителей, работающих в C-диапазоне.

Разработки источников тормозного излучения на основе ускорителей С-частотного диапазона для систем инспекции следующего поколения активно выполняются в ряде ускорительных центров [4.2, 4.3]. Основные преимущества таких систем, включающих в себя несколько ускорителей на различную энергию, следующие.

Использование линейных ускорителей С-частотного диапазона позволяет существенно снизить габариты установки в сравнении с ускорителем S-частотного диапазона, поскольку при одинаковом приросте энергии длина ускоряющего резонатора вдвое меньше, меньшими являются габариты других частей установки, включая габариты клистрона, волноводной части, ускоряющих резонаторов, а также внешней защиты.

Широкий диапазон энергий (5, 10, 15 и 20 МэВ) позволяет увеличить чувствительность определения атомного числа Z исследуемого материала.

84