ТЕМА № 1.3.3.7.2 ЭЛЕКТРОННОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ, УСКОРИТЕЛЬНАЯ МАСС СПЕКТРОМЕТРИЯ, ИОННЫЕ УСКОРИТЕЛИ

Объектом исследований являются метод электронного охлаждения пучков заряженных частиц в ускорителях и его применение в ускорителях ионов и ускорительная масс-спектрометрия. В ходе исследований рассмотрены фундаментальные вопросы физики и техники электронного охлаждения и его применение для охлаждения тяжелых ионов на энергии инжекции. Цель работы – развитие метода электронного охлаждения пучков заряженных частиц в ускорителях и расширение способов его применения для получения ионных пучков большой интенсивности в целях проведения фундаментальных исследований и для технологического применения. В процессе работы проводились теоретические и экспериментальные исследования метода электронного охлаждения высокозарядных ионов на энергии инжекции с включенной высокочастотной (ВЧ) системой. Проведено моделирование процесса инжекции методом Монте Карло и исследована зависимость эффективности охлаждения от различных параметров системы. Проведена обработка экспериментальных данных по исследованию процесса электронного охлаждения ионов ксенона на энергии инжекции на БУСТЕРе комплекса НИКА с включенной ВЧ системой. Проведен анализ эволюции продольного профиля ионного пучка от времени в процессе охлаждения. В рамках работ по разработке тяжелоионного синхротрона спроектирован канал для однооборотной многократной инжекции. Важным элементом инжекционного канала является обдирочная мишень, предназначенная для повышения зарядового состояния инжектируемых ионов. Спроектированы основные элементы канала. В рамках работ по ускорительной масс-спектрометрии в 2024 г был проведены работы по усовершенствованию системы питания УМС ИЯФ. Так же были продолжены работы по развитию нового ионизационного детектора на основе газового электронного умножителя (GEM). Сконструирована новая камера детектора. Важнейшим результатом, полученным в ходе выполнения работы, является получение теоретических и экспериментальных данных о процессе электронного охлаждения в ионном синхротроне с включенной ВЧ системой. Результаты могут быть полезны как для проектируемых установок, так и для оптимизации работы уже существующих. В отчёте представлены результаты исследовательских работ 2024 года по теме «электронное охлаждение, ускорительная масс спектрометрия, ионные ускорители». Работы 2024 года по обозначенной теме были ориентированы на исследование возможностей метода электронного охлаждения применительно к накопителям высокозарядных ионов. В ходе выполнения плана работ в рамках государственного задания 2024 года было проведено теоретическое исследование электронного охлаждения высокозарядных ионов в БУСТЕРе комплекса НИКА. Для этой цели были проведены расчеты и анализ продольной динамики ионного пучка в ускорителе с электронным охлаждением и работающей ВЧ системой. Экспериментальное исследование электронного охлаждения высокозарядных ионов состояло в обработке результатов экспериментов по электронному охлаждению ионов ксенона на энергии инжекции в БУСТЕРе НИКА. В рамках разработки тяжелоионного синхротрона был спроектирован канал для однооборотной многократной инжекции с накоплением и охлаждением. Определены основные параметры канала и спроектированы его основные элементы. В рамках развития ускорительной масс спектрометрии в 2024 г были продолжены работы по развитию нового ионизационного детектора на основе газового электронного умножителя (GEM). Сконструирована новая камера детектора. Суммируя результаты проведённых исследовательских работ, которые опубликованы в 6 научных статьях, можно сделать вывод, что государственное задание 2024 года по теме «электронное охлаждение, ускорительная масс спектрометрия, ионные ускорители» выполнено.