Книга содержит систематическое изложение теории современных линейных ускорителей. Рассмотрены протонные и электронные ускорители, а также ускорители тяжелых и многозарядных ионов. Наряду с весьма эффективной квадру-польной фокусировкой в протонных ускорителях описаны методы фокусировки продольным магнитным полем, сетками и фольгами. Особое внимание уделено ускорителям на большие токи и энергии частиц, использованию ускоряющего поля для фокусировки, учету влияния фазовых колебаний на радиальное движение. Вместе с вопросами теории рассмотрены методы расчета ускоряющих и фокусирующих систем и вопросы выбора оптимальных параметров и допусков.
Книга рассчитана на научных работников и инженеров, занимающихся проектированием, сооружением и эксплуатацией ускорителей, а также на студентов и аспирантов физических факультетов высших учебных заведений.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Предлагаемая вниманию читателей монография доктора технических наук А. Д. Власова «Теория линейных ускорителей» представляет собой весьма полное систематизированное изложение основ современных линейных ускорителей протонов и электронов. Автор более десяти лет занимался разработкой теории линейных ускорителей в Радиотехническом институте Академии наук СССР. Некоторые из его работ послужили основой докторской диссертации. Следует особо отметить, что весьма значительная часть материалов монографии является результатом оригинальных исследований А. Д. Власова.
Большая часть книги посвящена теории протонных линейных ускорителей. Строгое рассмотрение продольного движения частиц, дефокусирующих сил и методов фокусировки, квадруполь-ной фокусировки, знакопеременной фокусировки ускоряющим полем, фокусировки продольным магнитным полем, а также сеточной и фольговой фокусировки является главным содержанием книги А. Д. Власова.
Несколько меньше внимания уделено теории электронных линейных ускорителей. Кроме изложения общих теоретических вопросов приводится обоснование системы допусков на сооружение ускорителя^ а также рассматривается ускорение электронов при больших токах.
В книге приведен значительный перечень литературы, посвященной теории линейных ускорителей.
Хотя основное назначение книги — систематизированное изложение теории современных линейных ускорителей, в ней представлены также методы расчета ускоряющих и фокусирующих систем и освещены вопросы выбора оптимальных параметров.
Монография А. Д. Власова окажется полезной для научных работников и специалистов, занятых проектированием и эксплуатацией линейных ускорителей протонов и электронов. Она представит также интерес для аспирантов и студентов, специализирующихся в области физики и техники ускорителей элементарных частиц.
АКАДЕМИК А. Л. МИНЦ
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие................. 3
Условные обозначения.............. *\
Введение ................. '
Часть первая
Протонные линейные ускорители
Глава I. Ускоряющие системы и уравнения движения .... 17
1.1. Основные понятия ............ 17
1.2. Особенности протонных линейных ускорителей..... ?«
1.3. Ускоряющие системы............ 22
1.4. Уравнения движения частиц.......... 35
1.5. Собственный заряд ускоряемых сгустков . ..... 41
Глава 2. Продольное движение........... 44
2.1. Фазовое уравнение. Случай малых колебаний...... 44
2.2. Большие фазовые колебания и предельный ток..... 58
2.3. Изменение длины волны на некоторой стадии ускорения . . 70
2.4. Фазовое движение в периодических ускоряющих системах . . 78
2.5. Предварительное группирование и дебанчеры..... 95
Глава 3. Дефокусирующие силы и методы фокусировки .... ЮЗ
3.1. Дефокусирующее действие ускоряющего поля..... 103*
3.2. Классификация и обзор методов фокусировки...... 1Ю
Глава 4. Квадрупольная фокусировка.......... 117'
4.1. Радиальные уравнения и их решение........ 117
4.2. Конфигурация пучка. Условия инжекции....... 127
4.3. Диаграммы устойчивости........... 139
4.4. Изменение параметров вдоль ускорителя...... 151
4.5. Возможности квадрупольной фокусировки и выбор ее режима 167-
4.6. Случайные погрешности и допуски........ 184-'
Глава 5. Знакопеременная фокусировка ускоряющим полем . . . 208;
5.1. Использование ускоряющего поля для фокусировки .... 208,;
5.2. Высокочастотные квадрупольные линзы....... 209fi
5.3. Фазопеременная фокусировка......... 2l7j
5.4. Автофокусировка............. 226|
Глава 6. Фокусировка продольным магнитным полем..... 23
6.1. Принцип действия и общие свойства
6.2. Уравнение радиальных колебаний
6.3. Учет влияния фазовых колебаний
6.4. Требуемое магнитное поле .......... 243;
Глава 7. Сеточная и фольговая фокусировка . . .... 246
7.1. Принцип действия............. 246
7.2. Уравнения движения............ 248
7.3. Фокусировка при медленных фазовых колебаниях .... 251
7.4. Фокусировка при быстрых фазовых колебаниях .... 254
Часть вторая Электронные линейные ускорители
Глава 8. Устройство и особенности электронных ускорителей . . 263
8.1. Особенности ускорения и фокусировки....... 263
8.2. Ускоряющие системы............ 266
8.3. Расчет диафрагмированного волновода...... . 270
Глава 9. Продольное движение.......... 275
9.1. Фазовые траектории и энергетические спектры..... 275
9.2. Предварительное группирование и начальная секция ... 282
9.3. Система допусков............. 286
9.4. Ускорение при больших токах......... 291
Глава 10. Радиальное движение и фокусировка...... 295
Приложение................. 298
Литература................. 301
Цена: 300руб.
