Моделирование захвата и вывода электронного пучка бетатрона с азимутальной вариацией поля тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.20, кандидат физико-математических наук Иванилова, Татьяна Сергеевна

• Иванилова, Татьяна Сергеевна
• кандидат физико-математических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Иванилова, Татьяна Сергеевна

Введение.

Глава I. Теоретическое описание процесса захвата и вывода электронов в бетатроне с азимутальной вариацией поля.

1.1. Теоретическое распределение магнитного поля с азимутальной вариацией.

1.2. Уравнения движения электрона в электромагнитном поле бетатрона.

1.3. Определение времени задержки импульса инжекции.

1.4. Электретный механизм захвата электронов в ускорение.

1.5. Распределение магнитного поля бетатрона с учетом дополнительного импульсного поля.

Выводы.

Глава II. Моделирование процесса инжекции и захвата электронов в ускорение в бетатроне с азимутальной вариацией поля.

2.1. Упрощенная инжекция электронов.

2.2. Моделирование процесса захвата электронов в ускорение с учетом электретного механизма.

2.2.1. Модель инжекции и захвата электронов в ускорение.

2.2.2: Результаты моделирования и их обсуждение.

2.3. Исследование влияния импульсного поля контрактора на процесс захвата электронов в ускорение в бетатроне с азимутальной вариацией поля.

2.3.1. Кольцеобразные контракторы.

2.3.2. Секторные обмотки контрактора.

2.3.3. Параметры инжектированных частиц, захваченных в ускорение.

2.4. Влияние задержки импульса инжекции на захват частиц в ускорение.

2.5. Исследование влияния положения гребней полюсов на захват электронов в ускорение.

Выводы.

Глава III. Моделирование процесса вывода электронного пучка из бетатрона с азимутальной вариацией поля.

3.1. Определение границы освобождения электронов из-под действия фокусирующих сил поля.

3.2. Моделирование вывода электронов.

3.3. Динамика частиц в начале процесса вывода.

3.4. Параметры выведенного электронного пучка.

3.4.1 Распределение частиц по углам вылета.

3.4.2. Фазовые диаграммы.

3.4.3. Временные характеристики выведенного электронного пучка.

3.5. Влияние положения обмотки вывода на эффективность проводки электронного пучка в выводное окно.

3.6. Влияние положения гребней полюсов бетатрона на эффективность вывода электронного пучка.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование захвата и вывода электронного пучка бетатрона с азимутальной вариацией поля»

Бетатроны в настоящее время пользуются большим спросом на мировом рынке. В НИИ Интроскопии при ТИУ налажен серийный выпуск, бетатронов, в том числе и< бетатронов с радиально-гребневыми полюсами [1, 2]. Повышенный интерес к этому типу ускорителей обусловлен тем, что они представляют собой надежный" малогабаритный и сравнительно дешевый источник электронного и тормозного излучения. Кроме того, бетатроны' очень просты в эксплуатации, что также способствует широкому применению индукционного ускорителя на практике.

Тормозное излучение и выведенные электронные пучки бетатронов давно и успешно применяются в медицине для лечения онкологических заболеваний [1-7]. Тормозное излучение также используется в »дефектоскопии [2] и для ряда других практических целей, например, - таможенного контроля груза [1]. Одним из перспективных направлений, на сегодняшний день, является использование бетатрона для генерации монохроматического рентгеновского излучения с регулируемой длиной волны [8, 9]. Единственное, что тормозит такое применение ускорителя - недостаточная величина ускоряемого в камере заряда. Необходимо заметить, что эта проблема актуальна с момента создания бетатрона.

После запуска Керстом в 1940 году первого бетатрона, индукционные ускорители совершенствовались в основном для увеличения энергии ускоренных электронов [10-15]. Позже большая часть разработок и усовершенствований были направлены на уменьшение габаритов бетатрона [16, 17] и на увеличение интенсивности излучения, генерируемого ускорителем. Повышения величины ускоряемого заряда добивались разными путями [18-37]. Среди наиболее удачных можно выделить: модификации конструкций полюсов электромагнита ускорителя [21-27] и улучшение условий захвата инжектированных электронов в ускорение [28-37]. В результате был сконструирован малогабаритный бетатрон с азимутальной вариацией магнитного поля [17, 25-26].

Впервые идея отказа от плоских полюсов электромагнита и замена их полюсами, зазор между которыми, периодически изменяется по азимуту, была реализована на циклотроне еще в 1957 году [10]. Оказалось, что применение секторных полюсов в циклотроне позволило улучшить фокусирующие силы магнитного поля ускорителя, и как следствие, существенно уменьшить поля рассеяния [10]. В результате развития этой идеи в дальнейшем была разработана конструкция бетатрона с азимутальной вариацией магнитного поля. Вариация поля по азимуту достигалась применением особой гребневой конструкции полюсов.

Первоначально полюса бетатрона, по аналогии с циклотроном, были разбиты на отдельные прямолинейные сектора [17, 25-26]. Позже была разработана конструкция электромагнита с радиально-гребневыми полюсами [17, 25].

Применение в бетатроне полюсов с 6-тыо парами гребней трапецеидальной формы [25] позволило повысить интенсивность генерируемого излучения на 25% по сравнению с интенсивностью пучка, получаемого в бетатронах с гладкими полюсами [17]. Однако величина интенсивности-по-прежнему оставалась недостаточной.

Если рассматривать поэтапно процесс ускорения электронов в бетатроне [7, 38-41]: инжекция и захват частиц, непосредственное ускорение до максимальной энергии, вывод или сброс на мишень, — с точки зрения достижения максимально возможной величины интенсивности генерируемого излучения, то становится ясным, что наиболее важным является первый этап, поскольку величина ускоряемого заряда в камере определяется количеством частиц, захваченных в процесс ускорения.

Поэтому в дальнейших исследовательских работах, в том числе и на базе бетатрона с азимутальной вариацией поля, повышения интенсивности генерируемого излучения добивались в основном за счет улучшения условий* захвата инжектированных электронов в ускорение [29-37]. Наиболее результативными оказались работы [26; 34], где авторы исследовали влияние импульсного поля контрактора на процесс захвата электронов в ускорение в бетатроне. В качестве контракторного устройства использовали виток с током, который располагали на равновесной орбите, над и под ускорительной камерой в рабочем зазоре ускорителя. В заданный момент времени по витку пропускали импульсный ток. В результате изменения первоначальных параметров движения инжектированных электронов полем контрактора, частицы захватывались в ускорительный режим. Применение импульсного поля контрактора в момент инжекции позволило повысить мощность дозы тормозного излучения, генерируемого с мишени бетатрона МИБ-6 с азимутальной вариацией поля, ~ в 1,6 раза [34].

В работе [37] в качестве контрактора бетатрона применены очень короткие по азимуту секторные обмотки, однако теоретическое исследование влияния поля такого типа контракторов на захват электронов в ускорение авторами не проводилось.

На данный, момент, количество современных работ по захвату электронов в ускорение в бетатроне с азимутальной вариацией довольно ограничено. Здесь можно отметить работы [42, 43], в которых для описания динамики частиц в электромагнитном поле ускорителя использовали метод макрочастиц. Авторы показали, что путем дополнительного отбора энергии инжектированного пучка, с помощью тормозящей вихревой ЭДС (в 200 эВ/об), эффективность захвата электронов в ускорение в бетатроне типа МИБ-4 с азимутальной вариацией поля можно увеличить ~ в 1,6 раза [43]. К недостаткам работы [43] можно отнести то, что при построении трехмерной модели инб жекции и захвата электронов в ускорение авторы делали допущения, которые не отвечают реальным условиям. Например, одним из граничных условий была абсолютная проводимость проводящего слоя, нанесенного на стенки ускорительной камеры, что не соответствует действительности, поскольку приведет к появлению в проводящем слое больших вихревых токов за счет электромагнитной индукции, что в свою очередь нарушит электромагнитное поле бетатрона и сделает его неспособным к ускорению электронов. Также авторы не учитывали ускорение инжектированных электронов в электромагнитном поле бетатрона во время инжекции, хотя известно, что приращение энергии частиц в начале ускорения максимально. Сам пучок, выходящий из инжектора, считали ленточным.

Следует заметить, что теоретическое исследование процесса захвата электронов в ускорение в бетатроне и сравнение с экспериментом представляет сложную задачу.

Одним из основных вопросов при- исследовании процесса захвата электронов в ускорение в бетатроне является выяснение механизма инжекции и захвата электронов в ускорение. В приведенных выше работах [26, 34, 42, 43] по захвату электронов в ускорение, при рассмотрении процесса инжекции, не учитывали, что инжектируемый в ускорительную камеру бетатрона» электронный пучок имеет начальный энергетический разброс, который определяется длительностью и амплитудой высоковольтного импульса напряжения, подаваемого на катод инжектора с задержкой относительно момента появления тока в намагничивающей обмотке ускорителя [44]. Авторы работ [26, 42, 43] считали, что электроны инжектируются в магнитное поле бетатрона с одинаковой энергией, определяемой максимальной амплитудой импульса инжекции, что не соответствует реальным условиям.

В бетатронах применяется так называемая «многооборотная» инжек-ция. Во время запуска ускорителя на излучение на предварительно прогретую 7 нить накала инжектора (типа Керста) подают высокое импульсное напряжение и осуществляют впуск электронов в ускорительную камеру, который длится в. течение времени, соответствующего приблизительно нескольким тысячам оборотов частиц по равновесной орбите.

С целью*увеличения количества ускоренных электронов ранее на* практике пытались, вершине высоковольтного импульса (с почти прямоугольным основанием) придать форму кривой необходимого напряжения, соответствующей энергии частиц, ускоряемых на равновесной орбите [29]. Для этого в схеме инжекции использовали специальные формирующие линии, которые разряжались на импульсный трансформатор. В современных ускорителях на небольшие энергии схему инжекции значительно упростили: вместо формирующей линии применяют емкостной накопитель, поскольку все ухищрения с формированием импульса не привели к значительному повышению интенсивности излучения.1 Форма высоковольтного импульса при этом имеет почти синусоидальную форму.

Поскольку в момент инжекции частицы влетают в поле бетатрона с определенным разбросом по энергиям, координатам и углам вылета из инжектора, то пучок инжектированных электронов можно представить в виде расходящегося веера траекторий. Дальнейшее движение электронов в магнитном поле бетатрона носит сложный характер: двигаясь по разнообразным орбитам, частицы одновременно совершают вертикальные, радиальные [7, 38-41, 45] и продольные колебания [45] относительно положения равновесной орбиты. В результате, большая часть электронов во время инжекции теряется на стенках камеры [45].

Колебательный характер движения обусловлен наличием вертикальных и радиальных фокусирующих сил в магнитном поле бетатрона, обеспечивающих устойчивость движения электронов во время ускорения [38].

Амплитуда колебаний частиц определяется начальными условиями вылета из инжектора. В работе [45] показано, что адиабатическое затухание амплитуды колебаний, электронов во время ускорения - в магнитном поле бетатрона1 незначительно. Следовательно, совершая бетатронные колебания, частицы через некоторое число оборотов обязательно вернутся к инжектору и погибнут из-за соударения с ним [38]. Для того чтобы частицы не погибли на инжекторе, в течение этого времени амплитуда их колебаний должна уменьшиться [45].

В свое время был предложен целый ряд теорий [28, 38, 46-48], объясняющих механизм захвата электронов в ускорение в бетатроне. Однако экспериментальных данных, убедительно подтверждающих ту или' иную гипотезу, до сих пор нет.

Большинство экспериментальных и теоретических работ [26, 34, 42, 43] опирается на так называемый коллективный механизм захвата электронов в ускорение', впервые предложенный С.Е. Барденом [46], и4 развитым П.А. Черданцевым [48]. Согласно этой теории, основную роль при захвате электронов в бетатрон ный режим ускорения играет кулоновское взаимодействие [48, 49], которое связано с образованием большого1 пространственного заряда в ускорительной камере выходящим из инжектора электронным пучком [48, 49]. Под действием сил кулоновского отталкивания инжектированный электронный пучок интенсивно расширяется, и значительная часть частиц теряется на стенках ускорительной камеры или гибнет из-за столкновения с инжектором. Это приводит к перераспределению плотности пространственного заряда, и она оказывается неравномерной по азимуту [46,' 48].

Оставшаяся часть электронов, вращающихся по орбите и пересекающих расходящийся поток частиц, вновь инжектированных в камеру [46, 48-49], в результате кулоновского взаимодействия в течение нескольких оборотов испытывает резонансное затухание колебаний на пространственной не9 однородности заряда в камере бетатрона, что приводит к захвату их в ускорительный процесс.

Однако, как показал в работе [48] П.А. Черданцев, коллективный механизм захвата является неэффективным, что объясняется жесткими условиями, которые накладываются на начальные условия при входе электронов в неоднородность, создаваемую пучком. Увеличение интенсивности излучения бетатрона, по мнению автора, состоит в создании нового механизма захвата, свободного от недостатков обычного колебательного механизма.

В монографии В.В. Кашковского [45] для объяснения захвата электронов в ускорение в бетатроне автор на основе практических наблюдений предложил гипотезу электретного механизма захвата [50], и показал, что роль коллективного взаимодействия частиц пучка не столь существенна, как считалось раннее. В основу этого механизма положено образование объемного электрического заряда в боковой стенке ускорительной камеры электронами, не захваченными в ускорение и попавшими вглубь диэлектрической оболочки камеры. В результате последующего стохастического разряда накопленного заряда в стенке, электроны вытекают на проводящий слой камеры и своим электрическим полем способствуют изменению параметров движения вновь инжектированных частиц, что приводит к обходу инжектора и захвату электронов в ускорение. Необходимо отметить, что автор впервые получил расчетные зависимости величины захваченного заряда от величины инжектированного заряда в абсолютных единицах для бетатрона с азимутально-однородным магнитным полем, совпадающие с реальными. Позже в рабо-хе [51] авгор экспериментально подтвердил гипотезу электретного механизма захвата электронов в ускорение в бетатроне.

Величина интенсивности электронного излучения бетатрона зависит не только от величины заряда, захваченного в ускорение, но также определяется эффективностью вывода ускоренных частиц из камеры [52, 53]. Эффектив

10 ный вывод пучка наружу, т. е. вывод заметной доли ускоренных электронов в виде хорошо сфокусированного пучка с оптимальными параметрами, удовлетворяющими практическим требованиям, является не простой задачей [38].

В? бетатронах вывод электронного пучка осуществляют преимущественно магнитным методом с помощью секторной обмотки вывода [52-55], по виткам которой в необходимый момент времени пропускается импульсный ток. Обмотку располагают в рабочем зазоре ускорителя над и под ускорительной камерой. Импульсное возмущающее поле обмотки позволяет за короткий промежуток времени нарушить основное управляющее поле бетатрона, что приводит к раскачке радиальных колебаний частиц пучка и выводу его за пределы поля ускорителя.

Применение в бетатронах полюсов специальной гребневой конструкции значительно упростило процесс вывода электронного пучка, поскольку полюса гаких бетатронов имеют впадины - промежутки, незаполненные железом [52]. В результате, траектория электрона на последних его оборотах проходит в неоднородном по азимуту поле, причем, как показано в работе [52], около 70% траектории — в более ослабленном по сравнению с гребнями поле впадин. Поля рассеяния гребневых полюсов на 15-20% меньше по сравнению с азимутально-однородными [45], что позволяет более эффективно вывести электронный пучок за пределы магнитопровода. Однако параметры выведенного электронного пучка из такого.бетатрона редко соответствуют практическим требованиям, что существенно сужает область их применения. Основным недостатком при этом является большая неоднородность распределения^ частиц по сечению электронного пучка [45, 53, 56].

В работе [53] экспериментально показано, что параметры выведенного электронного пучка бетатрона определяются в основном конфигурацией магнитного поля в рабочем зазоре ускорителя, и вклад системы вывода в процесс формирования пучка в краевом поле незначителен. Также показано, что при

11 менение более укороченных по азимуту секторных обмоток вывода (у = 60-90°) позволяет более эффективно осуществить вывод электронного пучка, чем при выводе более протяженными обмотками. При этом влияние скорости нарастания тока в обмотках вывода не столь существенно, как это считалось ранее [52].

Надо заметить, что вопросом вывода электронного пучка из магнитного поля бетатрона с азимутальной вариацией исследователи занимаются уже давно, и достигли в этом направлении определенных успехов. Однако теоретического обоснования некоторых аспектов этого вопроса до сих пор нет.

Причина в том, что до недавнего времени не было теоретической модели, позволяющей достаточно точно описать распределение магнитного поля в рабочем зазоре бетатрона. В приведенных выше работах [26, 34, 43, 52] по исследованию динамики электронного пучка в бетатроне с гребневыми полюсами авторы применяли упрощенный подход к описанию конфигурации магнитного поля. При этом обычно использовали экспериментально снятое, усредненное по азимуту распределение вертикальной компоненты В„(г,г = 0) магнитного поля в медианной плоскости ускорителя, которое затем подправляли путем введения дополнительных параметров для описания азимутальной вариации поля [17, 25]

В: (г, ф) = Вг (г,г = 0) • (1 + 5 • собСуф)) , (1) где г, ф, 2 - радиальная, азимутальная и вертикальная координаты; 8 - величина вариации магнитного поля; V - число пар гребней в полюсах бетатрона.

При этом описание динамики электронов в электромагнитном поле бетатрона проводили путем решения линеаризованных уравнений движения [38]. Объяснение экспериментально полученных результатов по захвату электронов в ускорение и выводу электронного пучка из бетатрона с азимутальной вариацией на основе анализа решений линеаризованных уравнений, искажало реальную картину данных процессов. Линейное приближение справедливо только вблизи'равновесной орбиты ускорителя [45]^ и не позволяет правильно исследовать динамику электронного пучка и определить его параметры в момент инжекции, ускорения и. вывода пучка.

Следует заметить, что рассмотрение динамики электронного пучка с такой позиции позволило в свое время установить основные закономерности движения электронов в поле бетатрона. Однако некоторые из этих положений устарели и оказались недостаточно точными, и даже ошибочными (например, значительное адиабатическое затухание амплитуды колебаний электронов во время ускорения в электромагнитном поле бетатрона) [45].

Более точное описание конфигурации магнитного поля бетатрона с азимутальной вариацией приведено в работе [57]. Автором получены аналитические выражения для описания трехмерного поля бетатрона и уравнения движения В' таких полях [58, 59]. Выражения для компонент магнитной индукции [57] достаточно хорошо описывают конфигурацию поля в рабочем зазоре ускорителя до орбиты освобождения электронов из-под действия фокусирующих сил поля, но на больших радиусах, в краевом поле бетатрона, теоретическое распределение значительно ■ отличаегся от реальной конфигурации поля ускорителя. Учесть этот недостаток возможно, если в выражениях для компонент магнитной индукции« поля бетатрона [57] ввести поправку: азиму-тально-симметричную часть поля заменить экспериментально снятым распределением [60-64].

Таким образом, несмотря на достаточно большой срок использования бетатрона с азимутальной вариацией поля на практике, в процессах захвата электронов в ускорение и вывода электронного пучка за пределы ускорительной камеры до сих пор остались моменты, требующие уточнения. В первую очередь, это относится к исследованиям по выяснению механизма захвата инжектированных электронов в индукционный режим ускорения. Кроме того, многие вопросы, определяющие оптимальные условия работы бетатрона с. азимутальной вариациейшоля, до: сих пор; решены не полностью.

Реальные возможности1 современной; электронно-вычислительной техники позволяют значительно сократить, объем времени на проведение, физического эксперимента по исследованию процессов инжекции и захвата электронов в ускорение, эффективности применения дополнительных импульсных магнитных полей во время инжекции, вывода ускоренного электронного пучка из бетатрона, проведя численное моделирование указанных процессов с учетом реальных условий:

Целью работы является определение оптимальных условий захвата электронов в ускорение и вывода электронного пучка бетатрона с азимутальной вариацией поля.

Для реализации цели диссертационного исследования были обозначены две основные задачи, которые сводились к разработке: 1) модели инжекции и захвата электронов в ускорение в бетатроне с азимутальной вариацией поля с применением импульсного- поля контрактора; 2) модели вывода уокоренного электронного пучка из бетатрона с азимутальной вариацией поля;

Следующие решаемые в диссертации задачи:

- проверить адекватности1 разработанных моделей путем сравнения результатов расчета с экспериментальными данными;

- численно исследовать влияние на процесс захвата электронов в.ускорение в бетатроне таких факторов, как: импульсное поле контрактора^ азимутальный и радиальный размеры контракторной обмотки, задержка^ фазы инжекции;

- численно исследовать влияние гребневой конструкции полюсов электромагнита бетатрона на захват и вывод электронного пучка, определить оптимальное положение гребней полюсов ускорителя.

Основные положения, выносимые на защиту:

Обоснование применения в бетатроне с азимутальной вариацией поля более эффективного контракторного устройства в виде укороченной секторной обмотки с азимутальной протяженностью \|/ = 180°;

Наличие большого провала на вершине импульса тока* с проводящего слоя камеры соответствует оптимальной задержке импульса инжекции относительно момента появления тока в витках обмотки электромагнита бетатрона;

Оптимальным положением гребней полюсов для захвата электронов в ускорение и вывода электронного пучка из бетатрона типа МИБ-6 с азимутальной вариацией поля является смещение гребней по ходу движения пучка относительно стандартного положения на угол от 30° до 35°;

Освобождение частиц из-под действия фокусирующих сил в момент вывода электронного пучка бетатрона с вариацией поля происходит на границе между гребнем и впадиной полюсов ускорителя.

Перейдем к описанию содержания диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка цитируемой литературы, содержащего 84 библиографических ссылок. Общий объем диссертации составляет 116 страниц.

Заключение диссертации по теме «Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника», Иванилова, Татьяна Сергеевна

Основные результаты диссертационного исследования сводятся к следующему.

В работе уточнены выражения для компонент магнитной индукции, учитывающие реальное распределение поля бетатрона с азимутальной вариацией на больших радиусах. При этом в уравнения магнитного поля введены поправки, учитывающие действие импульсных полей контрактора и обмотки вывода.

Предложена методика определения оптимального времени задержки высоковольтного импульса напряжения, подаваемого на катод инжектора, относительно момента появления тока в обмотке электромагнита бетатрона.

Полученные расчетные зависимости величины захваченного в ускорение заряда от величины инжектированного заряда в камеру бетатронов типа МИБ-6 и типа МИБ-4 с азимутальной' вариацией поля (в абсолютных единицах) на основе электретного механизма захвата [45, 50] показали необходимость применения во время инжекции импульсного поля контрактора, что позволяет на порядок увеличить величину захваченного в ускорение заряда.

Сравнение эффективностей захвата электронов в ускорение с учетом действия импульсного, поля кольцеобразного контрактора и секторной обмотки контрактора различной протяженности по азимуту (\j/ = 60-180°) показало возможность применения последней в качестве контракторного устройства, при этом наиболее эффективной оказалась секторная обмотка с азимутальной протяженностью \|/ = 180°.

В результате моделирования и экспериментального исследования влияния задержки импульса инжекции относительно момента появления тока в витках обмотки электромагнита на потери электронов,на стенках камеры определено, что наличие большого провала на вершине импульса тока с проводящего слоя камеры соответствует оптимальной задержке импульса инжек-ции.

Показано, что на захват частиц в ускорение в бетатроне типа МИБ-6 с азимутальной вариацией поля существенно влияет положение гребней полюсов ускорителя, приводящее к увеличению величины захваченного заряда-в 1,2-1,4 раза, в результате сдвига положения гребней на угол Лср = 35° относительно их стандартного положения.

Определено, что в момент вывода электронного пучка из бетатрона с азимутальной вариацией поля частицы освобождаются из-под действия фокусирующих сил на границе между гребнем и впадиной полюсов ускорителя, тогда как в бетатроне с азимутально-однородным полем, граница освобождения представляют круговую орбиту. Таким образом, частицы вылетают в краевое поле с определенных азимутов, коррелированных с положением гребней полюсов, в узком интервале углов.

Промоделирован процесс вывода электронного пучка из бетатрона типа МИБ-6Э с азимутальной вариацией поля, и определены основные параметры выведенного пучка: радиальное распределение частиц по углам вылета, фазовые диаграммы и временное распределение частиц, - хорошо согласующиеся с экспериментальными данными работы [45].

С целью улучшения надежности работы бетатрона МИБ-6Э с азимутальной вариацией поля и выводом электронного пучка предложено секторную обмотку протяженностью = 180° для вывода пучка одновременно использовать в качестве контракторного устройства.

Показано, что наилучшим для вывода положением гребней полюсов бетатрона типа МИБ-6Э является их смещение относительно стандартного положения на угол от 30° до 35° по ходу пучка (т. е. их совмещение по азимуту со стойками обратного магнитопровода), что соответствует экспериментальным данным, приведенным в работе [53].

105

Результаты диссертации опубликованы в работах [44, 60-64, 67, 82]. В заключении я бы хотела выразить глубокую благодарность моему научному консультанту, кандидату технических наук, доценту кафедры Прикладной физики ФТИ ТПУ, Кашковскому Виктору Васильевичу за оказанную помощь при написании диссертационной работы.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Иванилова, Татьяна Сергеевна, 2010 год

1. Сайт ФГНУ «НИИ интроскопии» www.introscopy.tpu.ru.

2. Москалев В.А., Чахлов В.Л. Бетатроны. Томск: Изд-во ТПУ, 2009. -267 с.

3. Ерофеева Г.В., Чахлов В.Л. Малогабаритный импульсный источник электронов с энергией 1-6 МэВ // ПТЭ. 1980. - № 5. - С. 29-30.

4. Лисин В.А., Кашковский В.В., Чахлов В.Л. и др. Малогабаритный бетатрон для электронной терапии' поверхностных опухолей и его клиническая апробация // Медицинская радиология. 1987. - № 12. - С. 43-47.

5. Москалев В.А. Бетатроны. М.: Энергоиздат, 1981. - 167 с.

6. Москалев В.А., Сергеев Г.И. Сильноточные индукционные циклические ускорители: Учебное пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2004. - 81 с.107

7. Ю.Пашков П. Т. Физика пучка в кольцевых ускорителях. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 264 с.

8. Двухлучевой бетатрон на 25 Мэв / Е. М. Белов и др. // Изв. вузов. Электромеханика. 1959. - № 4. - С. 123-128.

9. Индукционный ускоритель на 30 Мэв / Ю. М. Акимов и др. // Электронные ускорители: Труды IV Межвузовской конференции по электронным ускорителям. -М.: Высшая школа, 1964. — С. 172-177.

10. Бетатрон на 25-30 Мэв с большим межполюсным пространством /

11. B. А. Москалёв и др. // Электронные ускорители: Труды V Межвузовской конференции (Томск, 17-21 марта 1964 г.). -М.: , 1966. С. 112-122.

12. Сильноточный бетатрон на 25 Мэв / А. А. Воробьёв и др. // Тезисы докладов на VI Межвузовской научной конференции по электронным ускорителям, посвященной памяти академика АН УССР А.К.Вальтера. — Томск, 1966.-С. 34.

13. Москалев В.А., Сергеев Г.И. Бетатрон на энергию 500 МэВ// Неразру-шающий контроль и диагностика: Изв. ТПУ. Томск: Изд-во НТЛ, 1998.1. C. 89-92.

14. Чахлов В.Л. Некоторые вопросы разработки и исследования малогабаритных бетатронов: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Томск, 1964. 156 л.

15. Филимонов А.А. Разработка и исследование электромагнитов малогабаритных бетатронов: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск, 1974. - 224 л.

16. Чахлов Г.Л. Повышение эффективности малогабаритных бетатронов с импульсным питанием: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск, 1981. — 156 л.

17. Частоколенко Б.JI. Исследование нестационарного тока и возможности захвата его в ускорение в бетатроне: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск, 1970. - 153 л.

18. Димов Г.И. Бетатрон с прямолинейными участками // Изв. вузов. Физика.- 1957.-№ 1.-С. 62-71.

19. Димов Г.И., Бондарев А.Ф. Бетатрон с сильнофокусирующими участками // Изв. вузов. Физика. 1958. - № 2. - С. 78-84.

20. Димов Г.И., Фоменко Г.П. Бетатрон с тороидальным магнитным полем // Труды III межвузовской конференции по электронным ускорителям.-Томск, 1961.-С. 91-99.

21. Ананьев JT.M., Пеккер Я.С. Одноимпульсный безжелезный бетатрон // Тезисы докладов на V Межвузовской, научной конференции по электронным ускорителям (Томск, 17-21 марта 1964 г.). Томск, 1964. - С. 33-34.

22. Звонцов A.A. Исследование возможности применения управляющих магнитных полей с пространственной вариацией в бетатронах на малые и средние энергии: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск, 1973. - 159 л.

23. Чахлов B.J1. Малогабаритные бетатроны с пространственной и временной вариацией магнитных полей: Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Томск, 1983. — 331л.

24. Касьянов В.А. Разработка и исследование электромагнита цилиндрического бетатрона: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск, 1980. - 136 л.

25. Родимов Б.Н. О бесколебательном механизме захвата электронов в ускорение в бетатроне // Изв. вузов. Физика. 1957. - № 1. - С. 84-90.

26. Чучалин И.П. Исследование процесса захвата электронов в бетатронное ускорение при различных формах импульса инжекции // Изв. ТЛИ. -1957.-Т. 87.-С. 256-267.

27. Соколов О.В. Захват электронов в ускорение в бетатроне на 15 МэВ при работе двух инжекторов // Труды III межвузовской конференции по электронным ускорителям. Томск, 1961. - С. 69-74.

28. Москалев В.А., Окулов Б.В. О зависимости интенсивности излучения бетатрона от напряжения инжекции // ЖТФ. 1962. - Т. 32.- N° 9 -С. 1040-1041.

29. Ананьев JI.M. Ферромагнитный контрактор / JI. М. Ананьев, В. JI. Чахлов, П. И. Рогаченко // Электронные ускорители: Труды IV Межвузовской конференции по электронным ускорителям. М.: Высшая школа, 1964. — С. 297-301.

30. Романов В.В. Исследование захвата электронов в бетатронах с пространственно-временным изменением магнитного поля: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск, 1968. - 218 л.

31. Пушин B.C. Разработка и исследование эффективной системы инжекции для малогабаритных бетатронов с импульсным питанием: Диссертация на110соискание ученой степени кандидата технических наук.-Томск, 1976. — 196 л.

32. А. с. 1259954 (СССР). Контрактор бетатрона / В.А. Лисин.

33. Ананьев JI.B. Индукционный ускоритель электронов бетатрон / Л.М.Ананьев, А. А. Воробьев, В. И. Горбунов. - М.: Госатомиздат, 1961.-350 с.

34. Коломенский А.А., Лебедев А.Н. Теория циклических ускорителей. -М.: Физматиздат, 1962. 352 с.

35. Коломенский А.А. Физические основы методов ускорения заряженных частиц. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1980. - 302 с.

36. Воробьев А.А., Кононов Б.А., Евстигнеев В.В. Электронные пучки бетатронов. М.: Атомиздат, 1974. - 152 с.

37. Григорьев В.П., Офицеров В.В., Семешов В.А. Моделирование инжекции и захвата электронов пучка в малогабаритных бетатронах методом макрочастиц // Изв. ТПУ. 2007. - Т. 310. - № 1. - С. 64-67.

38. Иванилова Т.С., Кашковский В.В. Моделирование захвата электронов в ускорение в бетатроне с азимутальной вариацией поля // Научная сессия МИФИ-2009: Сборник научных трудов.-М.: НИЯУ МИФИ, 2009. -Т. 2.-С. 135-138.

39. Кашковский В.В. Динамика и параметры электронных пучков бетатронов. Томск: Изд-во НТЛ, 2006. - 196 с.

40. Barden S.E. A Note Resonance on Damping at Injection in Betatrons and Synchrotrons // Proc Phys. Soc. 1951. - V. 64 B. - P. 579-590.1.l

41. Мелихов В.С. Теоретические и экспериментальные исследования процесса захвата электронов в ускорение в бетатроне. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск, 1954. - 176 л.

42. Черданцев П.А. Теория захвата электронов в ускорение в бетатроне // Труды III Межвузовской конференции по электронным' ускорителям. — Томск, 1961.-С. 58-67.

43. Соколов О.В. Исследование механизма захвата электронов в ускорение на начальной стадии ускорения в бетатроне: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск, 1965. - 175 л.

44. Кашковский В.В. Электретный механизм захвата электронного пучка в магнитное поле бетатрона // Изв. вузов. Физика. 2006. - № 12. - С. 27-35.

45. Кашковский В.В. Экспериментальное подтверждение электретного механизма захвата электронов в ускорение в бетатроне // Изв. вузов. Физика. -2009: Т. 52. - № 11/2. - С. 123-130.

46. Кашковский В.В. Системы формирования электронного пучка, выводимого из бетатрона: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск, 1985. - 262 л.

47. Соломатин В.И. Исследование вывода электронов из переносного малогабаритного бетатрона: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Томск, 1970. 171 л.

48. Соколов Л.С. Вывод электронного пучка из бетатрона на 15 МэВ магнитным способом: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Томск, 1957. — 18 л.

49. Кашковский В.В. Энергетический спектр электронного пучка бетатрона // Изв. вузов. Физика. 2005. - № 1. - С. 51-55.

50. Кашковский В.В. Параметры электронного пучка в бетатроне с полюсами радиально-гребневого // Изв. вузов. Физика. 2005. - № 10. - С. 27-34.

51. Кашковский В.В. Упрощенные уравнения для исследования динамики заряженных частиц в магнитных полях// Изв. вузов. Физика. 1998. -№ 3. - С. 29-35.

52. Кашковский В.В. Динамика электронных орбит в процессе ускорения электронов в бетатроне // Изв. вузов. Физика. 2002. - № 6. - С. 57-63.

53. Иванилова Т.С., В.В. Кашковский. Граница освобождения электронного пучка в бетатроне с полюсами гребневого типа // Изв. ТПУ. 2007. -Т. 311.-№2.-С. 55-56.

54. Иванилова Т.С., Кашковский B.B. Моделирование вывода электронного пучка из бетатрона с азимутальной вариацией поля // Изв. вузов. Физика. -2009. Т. 52. - № 11/2. - С. 117-123.

55. Ландау Л.Д., Лифшец Е.М. Теория поля. М.: Наука, 1967. - 460 с.

56. Родимов Б.Н. Закономерности магнитного поля бетатрона // Изв. ТПИ. -1957. Т. 87.-С. 3-10.

57. Иванилова Т.С., Кашковский В.В. Моделирование процесса захвата электронов в ускорение в бетатроне с радиально-гребневыми полюсами // Научная сессия МИФИ 2008: Сборник научных трудов. -М.: Изд. МИФИ, 2008. - Т. 5.-С. 24-25.

58. Отпаянная вакуумная ускорительная камера для малогабаритного бетатрона / Л. М. Ананьев и др. // Электронные ускорители: Труды IV Межвузовской конференции по электронным ускорителям. -М.: Высшая школа, 1964.-С. 358-363.

59. Губкин А.Н. Электреты. М.: Наука, 1978. - 192 с.

60. Громов В.В. Электрический заряд в облученных материалах. М.: Энер-гоиздат, 1982. - 112 с.

61. Бочков В.Д., Погорельский М.М. Исследование распределения заряда по диэлектрической оболочке высоковольтного вакуумного прибора // ЖТФ. 1999. - Т. 69. - Вып. 6. - С. 30-35.

62. Твердохлебов С.И. Критическая мощная электронная эмиссия из диэлектрика, индуцированная инжекцией плотного наносекундного пучка электронов: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Томск, 1997. - 29 л.

63. Носков М.Д., Малиновский A.C. и др. Моделирование развития разряда в объемно-заряженном диэлектрике // ЖТФ. 2002. - Т. 72. — Вып. 4. -С. 107-112.

64. Балычев И.Н., Вайсбурд Д.И., Геринг Г.И. Мощная пороговая эмиссия диэлектриков при облучении наносекундными электронными пучками большой плотности // Письма в ЖТФ. 1976. - Т. 2. - № 7. - С. 327-330.

65. Носков М.Д. Формирование лапласовских структур в неравновесных условиях: Диссертация на соискание ученой степени доктора, физико-математических наук. Томск, 2003. - 309 л.

66. Теоретические основы электротехники. Т.1. Основы теории линейных цепей / Под. ред. П.А. Ионкина. Учебник для электротехн. вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: «Высшая школа», 1976. - 290 с.

67. Яворский Б.М., Детлаф A.A. Справочник по физике: 6-е изд. -М.: Наука, 1974.-944 с.

68. Власов А.Г. Инжекторы для бетатронов на 15-25 МэВ // Изв. ТПИ.-1957.-Т. 87. С. 297-300.

69. Власов А.Г., Воробьев A.A. Исследование потерь электронов за счет рассеяния на остаточном газе в камере ускорителя // Труды III Межвузовской конференции по электронным ускорителям. Томск, 1961. - С. 80-87.

70. Машкович В.П., Кудрявцева A.B. Защита от ионизирующих излучений: Справочник. 4-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1995. - 496 с.

71. Логунов В.Н., Семенов С.С. Контрактор для бетатрона// ПТЭ. 1959. — №5.-С. 122-123.

72. Кашковский В.В., Лисин В.А. Метод теневой фотографии для измерения эмиттанса пучков // ПТЭ. 1988. - № 5. - С. 207-208.

73. Звонцов A.A., Чахлов В.J1., Филимонов A.A. Электромагнит бетатрона с азимутальной вариацией управляющего поля//ПТЭ. 1975.— № 2.— С. 40-42.