Hybrid Quadrupole Lens for the Focusing Channel of the DARIA Complex

I. V. Kilmetova; Кильметова И. В.; A. V. Kozlov; Козлов А. В.; G. N. Kropachev; Кропачев Г. Н.; T. V. Kulevoy; Кулевой Т. В.; D. A. Liakin; Лякин Д. А.; O. S. Sergeeva; Сергеева О. С.; V. S. Skachkov; Скачков В. С.; Yu. B. Stasevich; Стасевич Ю. Б.

doi:10.31857/S1028096023070063

Hybrid Quadrupole Lens for the Focusing Channel of the DARIA Complex

Authors: Kilmetova I.V.¹, Kozlov A.V.¹, Kropachev G.N.¹^,2, Kulevoy T.V.¹, Liakin D.A.¹, Sergeeva O.S.¹, Skachkov V.S.¹, Stasevich Y.B.¹
Affiliations:
1. NRC “Kurchatov institute”
2. Joint Institute for Nuclear Research
Issue: No 7 (2023)
Pages: 40-46
Section: Articles
URL: https://journal-vniispk.ru/1028-0960/article/view/137780
DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023070063
EDN: https://elibrary.ru/TDOAMS
ID: 137780

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The results of synthesis and electromagnetic calculation of a hybrid quadrupole lens for a proton linear accelerator of a compact neutron source DARIA are presented. The lens includes a permanent magnet quadrupole with a fixed magnetic field gradient and an auxiliary electromagnetic quadrupole excited by a pulsed current. The permanent magnet quadrupole is made of radiation-resistant rare-earth magnet, and the electromagnetic quadrupole is designed to compensate for permanent magnet magnetization losses resulting from radiation degradation as neutron fluence accumulates during accelerator operation. A hybrid quadrupole lens can be applied for fast adjustment of the focusing channel when accelerating ion beams with different ion mass-to-charge ratios.

Keywords

quadrupole, neutron generator, hybrid lens, electromagnetic calculation, ion beam, proton accelerator, electromagnetic lens, permanent magnet quadrupole.

References

Pavlov K.A. Konik P.I., Kovalenko N.A., Subbotina V.V., Pavlova A.E., Grigorev S.V., Kulevoy T.V., Serebrennikov D.A. // Crystallogr. Rep. 2022. V. 67. Iss. 1. P. 3. https://doi.org/10.1134/S1063774522010096
Капчинский И.М. // Приборы и техника эксперимента. 1977. Вып. 4. С. 23.
Kropachev G., Kulevoy T., Sitnikov A. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron, Neutron Tech. 2019. V. 13. Iss. 6. P. 1126. https://doi.org/10.1134/S1027451019060399
Герберг А.Н., Мухо С.Б., Рабинович Я.Д., Скачков В.С. // Приборы и техника эксперимента. 1980. Вып. 1. С. 49.
Kapchinskiy I.M., Skachkov V.S., Kozodaev A.M., Kurakin V.V., Kuybida R.P., Lazarev N.V., Levashova E.A., Preobragenskij A.P., Selin A.V., Vengrov R.M., Zuev V.L. Drift Tubes for a Focusing Channel of Ion Linear Accelerator // Proc. Conf. EPAC-1989. Chicago, 1989. V. 2. P. 1073.
Альтман А.Б., Герберг А.Н., Гладышев П.А. и др. Постоянные магниты. Справочник / Ред. Пятин Ю.М. М.: Энергия, 1980. 488 с.
Blackmore E.W. // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1985. V. NS-32. № 5. P. 3669.
Cost J.R., Brown R.D. Sm-Co Permanent Magnets: Effects of Fast Neutron Irradiation. Preprint LA-UR-88-4263. Los Alamos, 1988.
Drozdovsky A.A. Induced Radioactivity Decrease Method in High Intensity Linacs // Proc. Conf. EPAC 96. Barcelona, 1996. V. 2. P. 2621.
A.с. 662979 (СССР). Многополюсный магнит / ПЯ Р-6927. Рабинович Я.Д. // Б.И. 1979. № 18.
Halbach K. // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1979. V. NS-26. № 3. P. 3882.
Скачков В.С. Магнитнотвердые мультипольные линзы с неявно выраженными полюсами. Препринт № 76. М.: ИТЭФ, 1979. 34 с.
Kantsyrev A., Golubev A., Bogdanov A., Semennikov A., Skachkov Vl., Skachkov Vic., Sergeeva O., Panyushkin V., Varentsov D., Weyrich K., Lang P., Shestov L., Udrea S., Rodionova M., Hoffmann D.H.H. Development of PMQ Lenses for PRIOR // 4th Int. Workshop on High Energy Proton Microscopy. Darmstadt, 2013. http://www-aix.gsi.de/conferences/HEPM2013/talks/ Jul16-1215_Kantsyrev.pdf
Skachkov Vl., Kozlov A., Kropachev G., Kulevoy T., Liakin D., Sergeeva O., Skachkov Vic., Stasevich Yu., Quadrupole Focusing Lenses for Heavy Ion Linac // Proc. Conf. IPAC-2021. Campinas, 2021. P. 4359. https://doi.org/10.18429/JACoW-IPAC2021-THPAB286
Плотников В.К. // Приборы и техника эксперимента. 1962. Вып. 2. С. 29.
Бадалян Г.В. // Журн. технической физики. 1963. Т. 33. Вып. 3. С. 345.
Скачков С.В. // Приборы и техника эксперимента. 1973. Вып. 5. С. 31.
Скачков С.В. // Приборы и техника эксперимента. 1974. Вып. 6. С. 32
Скачков В.С. Неявнополюсные мультипольные линзы с гармоническим распределением плотности тока в обмотке. Препринт № 178. М.: ИТЭФ, 1984. 41 с.
Skachkov V.S. // J. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2003. V. 500. Iss. 1–3. P. 43. https://doi.org/10.1016/S0168-9002(02)01991-5
Skachkov V.S., Ermakov A.N., Shvedunov V.I. // J. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2004. V. 240. Iss. 1–3. P. 39. https://doi.org/10.1016/j.nima.2004.01.051
Skachkov V.S., Novikov G.A. // J. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2003. V. 526. Iss. 3. P. 199. https://doi.org/10.1016/j.nima.2004.02.019