Формування та прискорення електронних пучків високої яскравості в інжекторних системах лінійних резонансних прискорювачів

- електронне бомбардування поверхні катода, що приводить до зміни температури його поверхні;

- залежність густини струму емісії від напруженості поля - ефект Шоттки;

- залежність напруженості НВЧ поля в резонаторі від струму пучка - "підвантаження струмом";

- погіршення емісійних властивостей катода при значній густині струму емісії, що з'ясовується порушенням рівноважного стану поверхні катода - ефект "отруєння катода струмом емісії" [3];

- дифузія атомів барія на поверхню металопористого катода, швидкість якої визначається температурою.

Нестійкість розвивається коли середня потужність потоку зворотних електронів порівняна з потужністю підігрівача катода. У цьому випадку зменшення імпульсного струму, спричинене будь-якими зовнішніми причинами, приводить до збільшення E_z в резонаторі через зменшення підвантаження струмом. При цьому кількість електронів, що бомбардують катод, зменшується, що приводить до зменшення температури катода. З другого боку, зростання напруженості поля приводить до збільшення густини струму емісії (ефект Шоттки). Збільшення густини струму емісії при одночасному зменшенні температури катода залежно від початкової температури може привести до лавиноподібного "отруєння катода струмом емісії" і зникнення струму пучка на виході гармати. Нестійкість не розвивається, якщо температура катода вище робочої і зміна характеристик потоку електронів, що бомбардують поверхню, не приводить до порушення рівноважного стану емітуючого шару катода. Проведені експерименти повністю підтвердили запропоноване якісне пояснення розвитку нестійкості. Отримані дані дозволили визначити область параметрів, що забезпечує стабільну роботу пристрою, і сформулювати рекомендації з вибору характеристик катода залежно від необхідних параметрів пучка.

Одним з найбільш дієвих методів зменшення кількості електронів, що бомбардують катод, є метод поперечного магнітного поля. У дисертації наведено фізичне обгрунтовування застосування цього методу, яке засноване на аналітичному розгляді й чисельному моделюванні динаміки частинок. Експериментальні дослідження були виконані в лабораторії лазерів на вільних електронах (BFEL) Пекінського інституту фізики високих енергій у ході вдосконалення інжекторної системи прискорювача. Прискорювальна установка - інжектор BFEL є прискорювачем електронів 10-см діапазону (f₀ = 2856 МГц) з ВЧ термоемісійною гарматою (див. рис. 1.6) і неізохронним магнітним угруповувачем - -магнітом. Запропонована, розроблена, створена й експериментально досліджена спеціальна магнітна система, яка дозволяє реалізувати необхідний розподіл поперечного магнітного поля і регулювати його напруженість від 0 до 170 Е у площині катода. Досліджена залежність характеристик пучка на виході ВЧ гармати, -магніта й прискорювача від величини поперечного магнітного поля. Показано, що при збільшенні магнітного поля енергетичний спектр і емітанс пучка на виході прискорювача не погіршувалися, а в деяких режимах роботи спостерігалося їхнє незначне поліпшення (?W/W c 0.81% до 0.75% і ?_n c 60 до 57 мм?мрад). За допомогою розробленого пристрою суттєво зменшена внутрішньоімпульсна зміна параметрів пучка (рис. 5), що дозволило збільшити тривалість імпульсу струму з 4 до 5 мкс при збереженні основних характеристик пучка на виході прискорювача-інжектора BFEL. Проведені роботи забезпечили можливість уперше провести фізичний запуск ЛВЕ і реалізувати сталий режим генерації [4]. Як випливає з результатів чисельного моделювання, електрони, що бомбардують катод, за певних умов (енергія електрона, коефіцієнт вторинної емісії матеріалу катода й фази НВЧ поля) є джерелом струму вторинної емісії на виході гармати. Експериментально досліджена вторинна емісія електронів з поверхні металопористого оксидного катода дворезонаторної ВЧ гармати. Показано, що струм вторинної емісії на виході ВЧ гармати визначається напруженістю поля і станом поверхні катода.

Експерименти проводилися з різними зразками катодів при температурі, яка практично виключала появу термоемісійного струму. У разі катодів, які мали хороші термоемісійні характеристики, струм вторинної емісії на виході гармати спостерігався при напруженості поля на катоді менше 100 кВ/см. У цьому випадку струм на виході гармати не перевищував 150 мА при енергії електронів 200 - 300 кэВ. Суттєво більший струм - 1.4 А спостерігався при дослідженні деяких зразків оксидно-нікелевих металопористих катодів, які мали аномально високу роботу виходу й не забезпечували необхідну густину термоемісії при робочій температурі. На нашу думку при цьому створювалися умови суттєвого зростання коефіцієнта вторинної емісії за рахунок створення діелектричного шару на нікелевій матриці катода ("отруєння" термокатода). У спостережуваних режимах амплітуда імпульсного струму пучка практично не залежала від температури поверхні при її зміні на 200-300. У зв'язку з цим не спостерігалося характерне для термокатодів у ВЧ гарматах внутрішньоімпульсне збільшення амплітуди струму. В експериментах встановлено, що вторинноемісійний режим роботи ВЧ гармати є стійким. Пучок, що генерується у ВЧ гарматі, із струмом 1.4 А і енергією понад 500 кеВ був прискорений у секції прискорювача ЛІК до енергії 13 МеВ.

Четвертий розділ дисертації присвячено результатам дослідження процесів формування пучків з нормалізованою яскравістю 10⁹А/м²рад², яке було проведено в ході створення компактного прискорювача ЛПЕ-60 - інжектора в джерело синхротронного випромінювання. Основною науковою задачею при розробці прискорювача є отримання максимальної яскравості й монохроматичності електронного пучка. Розв'язання цієї задачі засноване на оптимальному виборі схеми прискорювача й детальному дослідженні динаміки в джерелі електронів, групуючій і прискорюючій системах. У першому підрозділі наведено результати вибору оптимальної схеми прискорювача й визначено вимоги до основних його систем і вузлів. Відмітною особливістю схеми прискорювача, яка забезпечує виконання основних вимог до параметрів пучка (W = 60 МеВ, W/W < 2 %, І_и = 0.1 А, L_приск < 4 м), є поєднання інжектора на основі ВЧ гармати й магнітного неізохронного угруповувача (-магніту) з прискорюючою секцією з високим квазіпостійним градієнтом. Другий підрозділ присвячено дослідженню процесів формування електронних згустків в інжекторній системі. Для обраної схеми прискорювача найбільш важливим є отримання на виході ВЧ гармати малого поперечного емітансу пучка й лінійного фазо-енергетичного розподілу, що дає змогу провести компресію електронного згустку. Методом чисельного моделювання проведено аналіз факторів, які впливають на зростання емітансу пучка. Зокрема, досліджено залежність емітансу пучка від напруженості поля на катоді. Показано, що для вибраної геометрії резонатора (рис. 2 а), при Е_кат ?35 МВ/м впливом сил об'ємного заряду на емітанс пучка можна нехтувати при густині струму емісії до 15 А/см². Дослідження залежності емітансу від радіуса катода показало, що при емітанс лінійно зростає пропорційно . Це свідчить про незначний вплив на емітанс нелінійних по r сил електромагнітного поля при типових для 10-см діапазону значеннях його напруженості Е₀ = 40....80 МВ/м. На підставі дослідження динаміки електронів розроблена, створена й експериментально досліджена на стенді "Резонатор" перша в Європі термоємісійна ВЧ гармата з енергією до 0.8 МеВ, струмом пучка до 1 А і нормалізованим емітансом 15 мммрад. В ході експериментів вивчена залежність величини імпульсного струму пучка й фазової протяжності згустків на виході -магніту від енергії електронів на виході гармати й магнітного поля неізохронного угруповувача. Вимірювання фазової протяжності згустків проводилося з використанням аналізатора фазового розподілу частинок з круговою розгорткою пучка. Показано, що, незважаючи на внутрішньоімпульсну зміну параметрів пучка, яка викликана бомбардуванням катода, у групуючій системі можливе отримання електронних згустків протяжністю менш ніж 5?10^-2?₀. Результати експериментів знаходяться в хорошій відповідності з розрахунком. Досліджено просторові характеристики пучка. Встановлено, що основним джерелом зростання емітансу в інжекторній системі є аберації електронно-оптичних елементів, які призначені для корекції траєкторії і фокусування пучка.

Використання кусочно-однорідних прискорюючих секцій дозволяє не тільки поліпшити ступінь використання НВЧ потужності та збільшити темп прискорення, але й зменшити поріг виникнення поперечної нестійкості пучка. Остання обставина до початку наших досліджень не була підтверджена експериментально. Оскільки виникнення в секції ЕН₁₁ коливань приводить до збільшення емітансу пучка й зменшення його яскравості, дослідження поперечної нестійкості є дуже важливим при створенні інжекторних систем з великою яскравістю пучка. Цьому питанню присвячений третій підрозділ. У ході проведення експериментів з'ясовано значення критичного й порогового струмів у прискорюючій структурі Х-85, яка складається з чотирьох підсекцій з різними характеристиками на ЕН₁₁ коливаннях. Встановлено, що величина критичного струму _кр при енергії електронів W = (100.5) МеВ становить (21012) мА. Для визначення порогового струму була виміряна залежність потужності ЕН₁₁ коливань від імпульсного струму пучка при _кр. Обробка отриманих результатів дозволила визначити величину порогового імпульсного струму - (117 7) мА. Таким чином, в експериментах показано, що пороговий струм виникнення поперечної нестійкості в досліджуваній секції перевищує значення порогового струму в секціях з постійною геометрією (Х-65), а величина критичного струму принаймні в 16 разів перевищує відповідну величину для Х-65. Дослідження спектральних характеристик коливань, що збуджуються пучком, показало, що ефект поперечної нестійкості пучка визначається коливаннями, які збуджуються в одній (-ій) підсекції. Це пояснюється більш високою навантаженою добротністю резонатора -ої підсекції в порівнянні з іншими - для неї відсутня можливість випромінювання й дисипації енергії ЕН₁₁ коливань у сусідні підсекції. Оскільки електродинамічні характеристики секцій (Х-65) і (Х-85) на хвилі ЕН₁₁ відрізняються несуттєво, збільшення критичного струму можна пояснити зменшенням у 4 рази ефективної довжини секції, де розвивається нестійкість (основний внесок у розвиток нестійкості дає одна з підсекцій). На основі отриманих результатів розроблено і створено прискорюючу секцію прискорювача ЛПЕ-60. Вона складається з трьох підсекцій (тип коливань- /2), плавні переходи між якими здійснені п'ятьма резонаторами. Середній темп прискорення становить 20 МеВ/м, _ф = 1, а час заповнення дорівнює 1.25 мкс.

У четвертому підрозділі описані системи прискорювача й наведені результати експериментального дослідження характеристик пучка. В ході експериментів визначена величина ефективного шунтового опору прискорюючої секції. З цією метою проводилися вимірювання енергії електронів на виході прискорювача залежно від НВЧ потужності, яка вводиться в секцію. Отримана залежність з урахуванням погрішності вимірювань відповідає даним, які отримані в результаті чисельного моделювання з використанням програми PARMELA. В експериментах при максимальній потужності на виході клістрона 26 МВт при прискоренні тестового пучка була отримана енергія частинок у центрі спектрального розподілу 62 0.3 МеВ. При довжині прискорюючої структури 3.3 м це відповідає розрахунковому значенню темпу прискорення 20 МеВ/м. Досліджено залежність енергії частинок і величини енергетичного розкиду від температури прискорюючої секції та параметрів пучка на виході інжектора. Показано, що найбільше на енергетичні характеристики пучка на виході ЛПЕ впливає напруженість поля магнітного угруповувача. Ця залежність пояснюється зміною фази центру згустку за рахунок неізохронності руху частинок. При рівні потужності 25 МВт, тривалості імпульсу 30 - 100 нс та імпульсному струмі пучка 60 - 100 мА енергія електронів в центрі розподілу становить 60.0 МеВ при ширині енергетичного спектру (FWHM) 1.2 0.3 МеВ, або 2 0.5 %. Дослідження просторових характеристик пучка на виході прискорювача показали, що емітанс пучка визначається режимом роботи інжекторної системи. При оптимальному режимі величина емітансу для 90 % частинок у вертикальній площині становить 0.7 мммрад, у горизонтальній - 1.4 мммрад, а нормалізована яскравість пучка досягає 10⁹А/м²рад². Порівняльний аналіз отриманих параметрів пучка з параметрами пучка ЛПЕ аналогічного призначення, які розроблені в інших лабораторіях світу, показав, що створений прискорювач за своїми характеристиками не поступається кращим зарубіжним аналогам, а за габаритними характеристиками перевершує їх.

Багато експериментів у галузі сучасної фізики може бути проведено при енергії електронів на виході прискорювача 15 - 20 МеВ, що характерно для односекційних ЛПЕ десятисантиметрового діапазону. У той же час вимоги до інтенсивності, часових та просторових характеристик пучка можуть суттєво відрізнятися. Так, наприклад, для дослідження збудження кільватерних полів у плазмі важливими є вимоги до величини пікового струму (більше 10 А) і нормалізованої яскравості понад 10⁹А/м²рад² при зміні тривалості імпульсу струму 10^-9 - 10^-6 сек. З другого боку, для проведення експериментів щодо взаємодії пучка з кристалічними мішенями основним параметром пучка є поперечний емітанс (менше 1 мммрад) при імпульсному струмі пучка менш ніж 10^-2 А і частоті імпульсів струму понад 50 Гц. Аналіз специфіки проведення експериментів для виконання досліджень у галузі взаємодії електронів з плазмою, кристалами та електродинамічними структурами показав, що структура прискорювача повинна забезпечити реалізацію декількох режимів прискорення. У п'ятому розділі наведено результати дослідження формування електронних згустків, які отримані при створенні універсального лінійного прискорювача електронів ЛІК (лазерний інжекторний комплекс). У першому підрозділі обгрунтовано основні принципи побудови й вибір схемного рішення багатоцільового ЛПЕ для проведення широкого кола наукових досліджень. Аналіз показав, що використання звичайних схем побудови односекційних прискорювачів з використанням одного й того ж інжектора не може забезпечити вимоги до параметрів пучка. Ці вимоги можуть бути виконані із застосуванням інжектора на основі універсальної ВЧ гармати без додаткових пристроїв формування електронних згустків. Реалізація цієї ідеї вимагала проведення комплексу досліджень і розробки нових універсальних високочастотних джерел електронів.

До моменту створення прискорювача ЛІК нами було розроблено прискорюючу структуру типу СТРУМ 90. Структура представляє собою круглий діафрагмований хвилевід, у якому зсув фази хвилі на період складає 4/3 (тип коливань ? = -2?/3). Прискорення частинок у такій структурі здійснюється (+1)-ю просторовою гармонікою електромагнітної хвилі, яка розповсюджується назустріч пучку електронів. У структурі типу СТРУМ за рахунок взаємодії частинок з несинхронною нульовою просторовою гармонікою поля має місце високочастотне фокусування пучка [5]. Збільшення періоду структури приводить також до того, що значно знижується ефективність збудження гібридних несиметричних EH₁₁ хвиль. Після проведення розрахунків і оцінки можливості збільшення темпу прискорення частинок, прискорююча секція на цьому типі структури була вибрана в якості найближчого аналога при розробці та створенні прискорювальної установки ЛІК.

Другий підрозділ присвячено дослідженням, які пов'язані зі створенням універсального високочастотного джерела електронів. Високочастотна гармата забезпечує формування й попереднє прискорення електронів, які емітуються катодами з різними механізмами емісії, у тому числі: термоемісійними катодами для реалізації довгоімпульсних режимів, фотоемісійними і плазмовими катодами для реалізації короткоімпульсного режиму. Встановлено, що характеристики пучків, які відповідають різним механізмам емісії, на виході ВЧ гармати при одному й тому ж розподілі E_z(z) різні, що пояснюється впливом ефекту Шоттки. Тому для отримання найкращих параметрів пучка запропоновано змінювати розподіл E_z(z) у системі, яка складається, наприклад, з двох зв'язаних резонаторів, шляхом зміни власних частот ₁ і ₂, зберігаючи постійною резонансну частоту системи загалом. Резонансна система гармати складається з двох зв'язаних Е₀₁₀ резонаторів з електричним типом зв'язку без пристроїв незалежного збудження кожного з резонаторів, як це було реалізовано в [6]. Для вибору конструкції й основних розмірів гармати були проведені комплексні дослідження, що включають розрахунки з використанням моделі слабкозв'язаних резонаторів, чисельне моделювання динаміки частинок і вимірювання електродинамічних характеристик на макетах гармати. Показано, що ВЧ гармата може генерувати потоки електронів з необхідними параметрами (табл. 2).

Таблиця 2

Розрахункові параметри пучка на виході універсальної гармати при rк = 2.5 мм, f0 = 2797 МГц

* - фотоелектронна емісія

** - термоелектронна емісія, параметри пучка наведені в стаціонарному режимі.

*** - визначається параметрами лазерної системи

На підставі проведених розрахунків і моделювання розроблено і виготовлено універсальну ВЧ гармату прискорювача. Для її роботи в режимах 1, 2 і 3 в якості основних катодів нами використовувалися металопористі оксидні катоди, термоемісійні й фотоемісійні властивості яких в умовах дії на емітіруючу поверхню потужного високочастотного поля були досліджені й описані в розділі 3. Реалізація режиму 4 (робота з малим імпульсним струмом і великою частотою імпульсів) вимагала проведення спеціальних досліджень. Основною перешкодою для збільшення частоти імпульсів є ефект зворотного бомбардування катода. У зв'язку з цим запропоновано використовувати в якості емітера електронів ВЧ гармати високотемпературний металевий катод з електронним нагрівом. Підвищення робочої температури катода ВЧ гармати знижує відносну зміну температури його поверхні під впливом зворотних електронів. Крім того, через значну роботу виходу металів (_Т 4 еВ) вплив ефекту Шоттки на густину термоемісії в порівнянні з оксидними катодами з _Т (1.8 -2) еВ суттєво зменшується. На основі проведених розрахунків температурних режимів поверхні катода й моделювання динаміки електронів створено спеціальний катодний вузол, у якому емітером служить тонка металева пластина з танталу. Одна сторона пластини знаходиться всередині НВЧ резонатора, а друга бомбардується електронним пучком допоміжної електронної гармати. Конструкція емітера забезпечує збереження електричної міцності при напруженості НВЧ поля до 60 МВ/м. Експерименти показали, що використання металевого катода повністю задовольняє вимоги до параметрів пучка.

Наступний підрозділ присвячено прискорюючій структурі прискорювача ЛІК. Аналіз показав, що безпосереднє використання структури СТРУМ 90 в односекційних прискорювачах утруднено двома чинниками. Перший з них полягає в малому послідовному опорі на (+1)-ї просторовій гармоніці (150 Ом/см²), що вимагає використання джерел НВЧ великої потужності. Другий полягає в тому, що ця структура втрачає свої переваги при переході до режиму прискорення одиночного згустку (режим 2). У зв'язку з цим був розроблений новий варіант структури з підвищеним значенням послідовного опору, в якій частинки теж прискорюються (+1)-ю просторовою гармонікою зустрічної хвилі. На початковій стадії були розраховані геометричні розміри та електродинамічні характеристики структури. Потім на спеціальному вимірювальному стенді було проведено її моделювання з використанням резонансних макетів. У результаті високочастотних вимірювань визначені дисперсійні залежності як для аксіально-симетричних Е хвиль, так і для гібридних аксіально-несиметричних хвиль, зміряна добротність і шунтовий опір структури, внесено поправки в розрахункові значення основних геометричних розмірів. Розроблена структура СТРУМ 91 також має період структури, рівний 2₀/3 (тип коливань ? = -2?/3), однак суттєво відрізняється від СТРУМ 90 співвідношенням товщини дисків з періодом структури t/D 0.75. Використання незвичайно товстих дисків (t 0.5 ₀) для отримання допустимого значення коефіцієнта зв'язку вимагало збільшення радіуса пролітного отвору (а ₀/4). Розроблена секція довжиною L_с = 2.3 м з шунтовим опором R_ш = 12 МОм/м дозволяє отримати енергію частинок до 20 МеВ при рівні НВЧ потужності 20 МВт. При цьому максимальний імпульсний заряд при роботі прискорювача в режимі запасеної енергії складає 800 нК. У прискорюючій структурі, фазову швидкість _ф = 1, має (+1) просторова гармоніка, яка й використовується для прискорення частинок. Як випливає з розрахунків, при цьому несинхронні просторові гармоніки мають значну амплітуду, так амплітуда (0-ї) несинхронної гармоніки в 1.69 разу перевищує амплітуду синхронної гармоніки. Цей фактор має значний вплив на поперечний і подовжній рух частинок.

Для вивчення особливості динаміки електронів у прискорювачі на основі ВЧ гармати і прискорюючої секції з типом коливань ? ? -2?/3 (СТРУМ 91) використано метод чисельного моделювання динаміки частинок і методи експериментального дослідження. Для проведення моделювання й чисельних експериментів, з використанням програм SUPERFISH, PARMELA і TRACE 3D складена повна модель прискорювача, включаючи ВЧ гармату, секцію та електронно-оптичні елементи. Унаслідок моделювання показано, що в усьому діапазоні фаз, який відповідає прискоренню електронів в секції, має місце сильне фокусування частинок. При цьому, вони одержують знакозмінний поперечний імпульс, який змінюється з частотою ? = v₀/D, де v₀ - швидкість частинки. Амплітуда коливань розходження x?(z) залежить від енергії, початкової фази, відхилення й розходження частинки та зменшується в міру її прискорення. Отримані результати знаходяться у відповідності з результатами, які отримані іншими авторами з використанням аналітичних методів [7]. Особливості радіальної динаміки частинок впливають на процес формування емітансу пучка. Так, нами вивчено вплив сил об'ємного заряду на емітанс пучка як для прискорюючої секції з -2/3 типом коливань (СТРУМ 91), так і для однорідних секцій з 2/3 і /2 типом коливань. Показано, що прискорююча секція з типом коливань = -2/3 має суттєві переваги при імпульсних струмах, що перевищують 20 А. При цьому високочастотне фокусування перешкоджає зростанню емітансу пучка, яке зумовлене дією сил об'ємного заряду. Особливості подовжньої динаміки в секції, крім дії на електрони полів несинхронних гармонік, визначаються тим, що прискорення й відносний рух частинок у згустку відбувається в наростаючому полі . Унаслідок моделювання динаміки частинок встановлено, що в секції з типом коливань = -2/3 при використанні порівняно довгого трансформатора типу хвилі (d 0.42 ₀) досягається додаткове угрупування електронних згустків. Так, наприклад, при фазовій протяжності згустку на виході ВЧ гармати 50, що характерно при використанні термоемісійного катода, і Е_{z max} = 25-30 МВ/м, і Р = 18-20 МВт на виході прискорювача фазова протяжність згустку не перевищує 10.

Базуючись на результатах дослідження й розробки окремих елементів і систем, створено універсальну дослідницьку прискорювальну установку - ЛІК (Лазерний Інжекторний Комплекс). У дисертації наведено докладний опис усіх систем прискорювача. Відмітною особливістю експериментальної дослідницької багатоцільової прискорювальної установки є наявність розвинутої вимірювальної системи, яка забезпечує отримання, зберігання й обробку даних про всі характеристики пучка й необхідні параметри досліджуваного об'єкту. Вивчені енергетичні характеристики пучка. Показано, що в довгоімпульсному режимі при _і 1.5 L/v_гр і І 1 А форма інтегрального енергетичного розподілу електронів визначається когерентними втратами енергії електронів на випромінювання. При цьому в сталому режимі ширина енергетичного розподілу не перевищує 3 %. При роботі прискорювача в режимі запасеної енергії _і L/v_гр й довгоімпульсному режимі зі струмом пучка І 0.05 А ширина енергетичного розподілу визначається фазою інжекції та фазовою протяжністю згустку, що інжектується в секцію.

Вивчено ефект високочастотного фокусування, показано залежність фокусуючої дії від фази інжекції частинок у прискорюючу секцію. Типові інтегральні розміри пучка на виході ЛПЕ 2?_x при І 1 А і енергії 13.5 МеВ не перевищують 1.8 мм. При цьому нормалізований емітанс пучка в сталому режимі становить 16 мм·мрад. З використанням методу визначення протяжності згустку шляхом аналізу когерентного випромінювання Сміта-Парселла вивчено закономірності зміни фазової протяжності згустків. Основним фактором, який діє на додаткове угрупування частинок у секції, є фаза інжекції, що знаходиться в хорошій відповідності з даними чисельного моделювання. Розроблений і створений прискорювач ЛІК завдяки високій якості пучка на його виході (див. табл. 3) використовується для проведення різних науково-дослідних робіт у галузі фізики пучків заряджених частинок.

Таблиця 3

Параметри пучка на виході прискорювача ЛІК

* - у дужках вказані значення параметра в стаціонарному режимі

Висновки

У дисертації наведено результати досліджень, які спрямовані на розв'язання актуальної наукової проблеми фізики пучків заряджених частинок і фізики прискорювачів. Ця проблема полягає у виявленні нових фізичних закономірностей процесів емісії та прискорення електронних пучків у високочастотних джерелах і прискорюючих структурах інжекторних систем, з метою збільшення яскравості пучка і створення прискорювачів з якісно новими характеристиками. Для розв'язання поставлених задач створено експериментальну й методичну базу, що забезпечує проведення комплексних експериментальних досліджень, проведено дослідження різних механізмів емісії електронів і формування згустків у ВЧ гарматах з катодами різних типів, досліджено динаміку частинок у прискорюючих структурах інжекторних систем. На підставі отриманих даних розроблено, створено і досліджено нові прискорювачі електронів. Основні, найбільш важливі результати та висновки, які з них випливають, зводяться до наступного:

1. Розвинуто методи експериментального дослідження характеристик електронних пучків високої яскравості. Особливу увагу приділено методам дослідження часового розподілу густини електронів у згустках. Фізично обгрунтовано і створено вимірювальні установки, які засновані на трансформації в спеціальних НВЧ системах шуканого розподілу в просторовий. Показано, що найкращі характеристики мають системи з круговою поляризацією відхилюючого НВЧ поля, які забезпечують часову роздільну здатність до 510^-13 сек у діапазоні енергій частинок і пікових струмів пучка 0.05 - 2 МеВ і 10^-3 - 15 А відповідно. Фізично обґрунтовано і вперше реалізовано метод неруйнуючого контролю зміни протяжності електронного згустку, заснований на аналізі когерентного випромінювання Сміта-Парселла. Кут спостереження становить 90, що робить методику простою як з конструктивного погляду, так і з погляду інтерпретації отриманих результатів. Застосування цього методу для дослідження процесів угрупування згустків показало його високу чутливість і ефективність.

2. Розроблено і створено експериментальні установки для дослідження електродинамічних характеристик резонансних НВЧ систем та комплексного дослідження емісії і прискорення електронів в НВЧ полях з напруженістю 10⁷ В/м. Висока точність вимірювання власних частот (10^-4 від смуги пропускання) дозволяє здійснювати прецизійну настройку резонаторів інжекторних систем і прискорюючих структур ЛПЕ. Розроблені методи вимірювань параметрів пучків і відповідна апаратура дозволяють експериментально визначати розподіл густини частинок у шестивимірному фазовому просторі залежно від різних факторів. Створений комплекс установок використаний при дослідженні НВЧ інжекторів прискорювачів ЛІК, КУТ-10, КУТ-20, ЛП-40м, ЛПЕ-60 і прискорюючих структур типу "Харків - 85", ЛПЕ-60, "СТРУМ".

3. Уперше експериментально досліджено процес фотоемісії електронів з поверхні металопористого оксидного катода в присутності НВЧ поля 10-см діапазону значної (більше 10⁷ В/м) напруженості. Показано, що квантова ефективність металопористого оксидного катода при опромінюванні випромінюванням в УФ діапазоні досягає 10^-3, що більш ніж на порядок перевищує квантову ефективність чистих металів. Експериментально при напруженості електричного НВЧ поля 30 МВ/м отримано густину струму фотоемісії понад 10² А/см², що більш ніж на порядок перевищує характерну для металопористих оксидних катодів густину струму термоемісії. Експериментально вивчено енергетичні й часові характеристики пучка на виході ВЧ гармати з оксидним металопористим фотоемісійним катодом. Уперше експериментально доведено ефективність застосування цього типу фотокатодів в інжекторних системах прискорювачів з прецизійними параметрами пучка. На виході прискорювача отримано такі параметри пучка: ?_и = 6 нс, W = 58 МеВ, W/W 2 %, I = 50 мА, ?? < 0.7 мм?мрад, В_n 10⁹А/м²рад².

4. Уперше експериментально показана можливість одночасного отримання на виході ВЧ гармати пучків, які відповідають різним механізмам емісії: термо- і фотоемісії. Це створює основу для розробки прискорювачів електронів нового класу з двокомпонентним прискореним пучком.

5. З метою одержання на виході ВЧ гармат інтенсивних пучків із наносекундною тривалістю імпульсу, досліджено процес фотоемісії з поверхні оксидного металопористого катода під впливом потужного (~10⁷ Вт/см²) лазерного випромінювання УФ діапазону. Показано, що гранична густина випромінювання для даного типу катодів складає 25-30 МВт/см². Експериментально отримано на виході резонансної системи ВЧ гармати імпульсний струм пучка 11 А при тривалості імпульсу струму пучка 7 нс і енергії частинок понад 300 кеВ, що дозволяє здійснювати подальше прискорення електронів у прискорюючій структурі з фазовою швидкістю, яка дорівнює швидкості світла.

6. Аналітично й методом чисельного моделювання встановлено, що у високочастотних електронних гарматах з термоемісійним катодом при порівнянних значеннях тривалості імпульсу _і и R²/4, (R-екстрапольований пробіг електронів - коефіцієнт температуропровідності) внутрішньоімпульсна зміна температури поверхні катода під впливом бомбардування електронами визначається їх енергетичним розподілом. Тому при розробці таких пристроїв слід не тільки мінімізувати потужність потоку зворотних електронів, але й створювати умови, при яких у спектрі зворотних електронів кількість низькоенергійних частинок буде мінімальною.

7. Експериментально досліджено й реалізовано у ВЧ гарматі прискорювача Пекінського лазера на вільних електронів метод зменшення потоку електронів, що бомбардують катод. Використання цього методу дозволило на 25% збільшити тривалість імпульсу струму пучка на виході прискорювача й уперше здійснити стаціонарний режим генерації Пекінського ЛВЕ.

8. Експериментально досліджена вторинна емісія електронів з поверхні металопористого оксидного катода ВЧ гармати. Показано, що в якості первинних електронів можуть служити частинки, які не захоплені в режим прискорення. Отримані результати доводять можливість створення нового типу високочастотних джерел електронів для лінійних прискорювачів.

9. Запропоновано й реалізовано концепцію побудови універсального високочастотного джерела електронів, заснованого на використанні резонансної системи з регульованим розподілом електричного поля й катодів з різними механізмами емісії. Створена ВЧ гармата при використанні різних термоемісійних і фотоемісійних катодів забезпечує генерацію послідовності електронних згустків при енергії частинок до 1 МеВ і яскравості пучка понад 10⁹ А/м²рад² при можливості зміни тривалості імпульсу струму в діапазоні 10^-11...10^-6 сек.

10. Отримано нові експериментальні дані про розвиток поперечної нестійкості пучка в кусочно-однорідній структурі з квазіпостійним градієнтом, яка складається з декількох підсекцій з різними характеристиками на аксіально-несиметричних хвилях. Досліджено спектральні і амплітудні характеристики збуджених пучком ЕН₁₁ коливань. Показано, що величина критичного струму суттєво вище (в 16 разів) порівняно з секцією з постійною геометрією і схожими електродинамічними характеристиками. Таким чином, прискорюючі секції розглянутого типу при темпі прискорення 20 МеВ/м мають високий поріг виникнення поперечної нестійкості й можуть бути використані при створенні компактних прискорювачів з високою яскравістю пучка.

11. Методом чисельного моделювання досліджено динаміку електронів у прискорювачі з прискорюючою секцією з типом коливань = -2/3. Показано, що в усьому діапазоні фаз, відповідному прискоренню електронів у секції, має місце сильне фокусування пучка. При цьому, частинки одержують поперечний імпульс, що змінюється з частотою n =v₀/D, де v₀ - швидкість частинки. Результати чисельного моделювання відповідають результатам, отриманим іншими авторами аналітичними методами. Досліджено залежність емітансу пучка від величини струму. Показано, що прискорююча секція з типом коливань = 2/3 має суттєву перевагу перед секціями = 2/3 і = /2 при імпульсному струмі понад 20 А. При цьому високочастотне фокусування перешкоджає зростанню емітансу пучка під дією сил об'ємного заряду. Тому застосування секцій цього типу в інжекторних системах прискорювачів пучка з високою яскравістю є перспективним.

12. Запропоновано, фізично обгрунтовано й реалізовано концепцію побудови компактного прискорювача електронів, що заснована на застосуванні високочастотного джерела електронів, неізохронного магнітного угруповувача та прискорюючої структури з квазіпостійним прискорюючим градієнтом. Розроблено, створено й експериментально досліджено прискорювач з енергією частинок 60 МеВ, імпульсним струмом до 100 мА і яскравістю до 10⁹А/м²рад² - перший прискорювач серії ЛПЕ-60. Прискорювачі серії ЛПЕ-60 використовуються як інжекторні прискорювачі в синхротрони, так і для проведення експериментів, які вимагають релятивістських пучків електронів високої яскравості.

13. Створено лінійний багатоцільовий односекційний прискорювач (ЛІК) з енергією електронів до 20 МеВ, імпульсним струмом до 1.6 А і яскравістю пучка до 10¹⁰А/м²рад². Основна відмінність прискорювача, яка забезпечує отримання порівняно простими методами високої яскравості пучка, полягає в поєднанні універсальної ВЧ гармати і прискорюючої секції з прискоренням електронів (+1)-ю просторовою гармонікою зустрічної електромагнітної хвилі. Типові інтегральні розміри пучка на виході 2?_x при I_и 1 А і енергії 13.5 МеВ не перевищують 1.8 мм. При цьому емітанс пучка в сталому режимі становить 0.6 мм·мрад, що в декілька разів менше порівняно з односекційними прискорювачами з традиційними системами угрупування електронів.

Таким чином, сукупність наведених у дисертації результатів відкрило нові можливості створення простих компактних лінійних прискорювачів електронів з високою яскравістю пучка. Такі прискорювачі були використані як інжекторні системи, так і як установки для виконання широкого кола фундаментальних досліджень і вирішення задач прикладного характеру. Обґрунтованість та достовірність отриманих наукових даних, висновків і рекомендацій підтверджена на практиці - створені й успішно експлуатуються прискорювачі, що засновані на використанні цих результатів.

Список цитованих робіт

[1] Алексеев Ю.В., Каничева Н.Р., Кораблев В.В. и др. Исследование поверхности оксидно-никелевого термокатода: Препр. / НИИЭФА ; П-б-0753. Л.:1987. 19 с.

[2] Travier C., Leblond B., Bernard M. el al. CANDELA photo-injector experimental results with a dispenser photocathode // Proc. of the 1995 Particle Accelerators Conference and International Conference on High Energy Accelerators. 1995. Vol. 2. P. 945-947.

[3] Добрецов Л.Н. Электронная и ионная эмиссия. М:, ГИТТЛ, 1952. 311 с.

[4] Jialin Xie, Jiejia Zhuang, Yongzhang Huang et al. The saturation of the Beijing FEL // Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. 1994. A358. Р. 256 259.

[5] Иванов Г.М., Курилко В.И., Махненко Л.А. и др. Экспериментальные исследования электродинамических характеристик ускоряющей структуры СТРУМ-90 // ЖТФ 1994. Т.64. Вып. 4. С. 115-123.

[6] Batchelor K., Kirk H., Sheehan J., Woodle M. Development of a High Brigthness Electron Gun for the Accelerator test Facility // Proceedings of the 1988 Eurоpean Particle Accelerator Conference. Rome, Italy. Vol.2. P. 954 - 957.

[7] Опанасенко А.Н. К вопросу о радиальном движении заряженных частиц в поле несинхронной аксиально-симметричной волны // Вопросы атомной науки и техники, сер. Ядерно-физические исследования. 1997. № 2,3(29, 30). С. 74-76.

Список опублікованих робіт з теми дисертації

1. Айзацкий Н.И., Кушнир В.А., Митроченко В.В., Опанасенко А.Н., Степин Д.Л., Ходак И.В. Фокусировка электронного пучка полем несинхронных пространственных гармоник в ускоряющей структуре на бегущей волне // Вісник Харківського університету, серія фізична ”Ядра, частинки, поля”. 2001. №522. Вип. 2/14/. С. 60-64.

2. Айзацкий Н.И., Биллер Е.З., Борискин В.Н., Довбня А.Н. Кушнир В.А., Митроченко В.В., Степин Д.Л., Тур Ю.Д. Электронный резонансный сильноточный ускоритель для исследования коллективных методов ускорения // Физика плазмы. 1994. Т. 20. №7,8. С. 671_673.

3. Акчурин Ю.И., Белоглазов В.И., Биллер Е.З., Борискин В.Н., Васильев Е.П., Вишняков В.А., Гладких М.А., Гладких П.И., Демидов Н.В., Довбня А.Н., Колот З.М., Кривчиков В.П., Кушнир В.А., Мельниченко В.В., Тур Ю.Д., Муфель В.В., Мякушко Л.К., Никитина Т.Ф., Степин Д.Л., Чернышов В.В., Шендрик В.А., Щербаков А.А., Коллеров Э.П., Суховеев С.П. Ускоритель ЛУ-60 как инжектор технологического источника синхротронного излучения //Вопросы атомной науки и техники, сер. Ядерно-физические исследования (теория и эксперимент). 1989. Вып. 5(5). С. 3-10.

4. Khodak I.V., Kushnir V.A., Mitrochenko V.V., Perezhogin S.A., Stepin D.L. Experimental study of secondary emission mode in RF gun with thermionic cathode. // Вопросы атомной науки и техники, сер. Ядерно-физические исследования. 2004. № 1(42). С. 218-220.

5. Biller E.Z., Dovbnya A.N., Kushnir V.A., Shendrik V.A., Vishnyakov V.A. Beam current enhancement in Kharkov electron linac. // Particle Accelerators. 1990. Vol.27. (1-4). P. 119-124.

6. Khodak I.V., Kushnir V.A., Mitrochenko V.V., Stepin D.L., Zhiglo V.F. RF Electron Gun With Metallic Cathode - Calculation and Experimental Study // Вопросы атомной науки и техники, сер.Ядерно-физические исследования. 2002. №2(40). C. 90-92.

7. Завада Л.М., Зыков А.И., Довбня А.Н., Крамской Г.Д., Кушнир В.А., Фурсов Г.Л. Экспериментальное исследование поперечной неустойчивости пучка в одиночных ускоряющих секциях. // Вопросы атомной науки и техники, сер. Ядерно-физические исследования. 1996. Вып.6(6). С. 46-50.

8. Зыков А.И., Злуницын Э.С., Кушнир В.А., Крамской Г.Д.. Устройство для фазового анализа электронного пучка на резонаторе с круговой разверткой // Вопросы атомной науки и техники, сер. Техника физического эксперимента. 1986. Вып. 2(28). C. 37-39.

9. Демидов Н.В., Демин В.С, Довбня А.Н., Кушнир В.А., Мельниченко В.В., Митроченко В.В., Момот В.А., Селезнев В.В., Степин Д.Л., Тур Ю.Д. Высокочастотная электронная пушка с барий-никелевым оксидным катодом // Вопросы атомной науки и техники, сер. Ядерно физические исследования (теория и эксперимент). 1992. Вып.4 (25). С. 80-83.

10. Ayzatsky M.I., Biller E.Z., Dovbnya A.N., Kushnir V.А., Mitrochenko V.V., Perezhogin S.A., Khodak I.V. Main systems development of K-band linac // Вопросы атомной науки и техники, сер.Ядерно-физические исследования. 1999. №3 (34). С. 26-25.

11. Блажевич С.В., Зыков А.И., Злуницын Э.С., Кушнир В.А., Чернышов В.В., Плиско В.Н. Криогенный фазовый селектор электронов на прямоугольном Н₁₀₁-резонаторе // Приборы и техника эксперимента. 1978. № 6. С. 21-23.

12. Айзацкий Н.И., Кушнир В.А., Митроченко В.В. Результаты расчета электродинамических характеристик и настройки двухрезонаторной высокочастотной пушки // Вопросы атомной науки и техники, сер. Ядернофизические исследования (теория и эксперимент). 1997. Вып.1(28). С. 48-52.

13. Айзацкий Н.И, Биллер Е.З., Буляк Е.В., Волобуев В.В., Довбня А.Н., Курилко В.А., Кушнир В.А., Махненко Л.А., Митроченко В.В. Ускоряющая секция для короткоимпульсного режима резонансного ЛУЭ // Вопросы атомной науки и техники, сер. Ядерно-физические исследования (теория и эксперимент). 1991, Вып. 3 (21). С. 16-18.

14. Ayzatsky M.I., Kushnir V.A., Mitrochenko V.V., Khodak I.V., Opanasenko A.N., Stepin D.L. Bunch Length Diagnostic with Coherent Relativistic Electron Radiation // Вопросы атомной науки и техники, сер. Ядерно-физические исследования. 2001. № 5(39). C. 66-68.

15. Кушнир В.А, Митроченко В.В., Пережогин С.А., Ходак И.В. Формирование пучков в высокочастотных источниках электронов с лазерным управлением эмиссией частиц // Вісник Харківського університету, серія "Радіофізика та електроніка". 2002. № 570. Вип.2. С. 68-69.

16. Белоглазов В.И., Завада Л.М., Кушнир В.А., Сдобнова Л.Н. Синхронизируемый автогенератор на мощном усилительном клистроне // Приборы и техника эксперимента. 1987. №5. С. 101-102.

17. Kushnir V.A., Mitrochenko V.V. Measurement of phase-energy electron distribution at the RF gun exit using alfa-magnet. // Вопросы атомной науки и техники, сер. Ядерно-физические исследования. 2004. № 2(43). С. 120-122.

18. Айзацкий Н.И., Довбня А.Н., Кушнир В.А., Митроченко В.В., Пережогин С.А., Степин Д.Л., Ходак И.В., Тур Ю.Д. Фотоэмиссия с поверхности оксидного Ba-Ni катода под действием интенсивного ультрафиолетового излучения // Вісник Харківського університету, серія фізична ”Ядра, частинки, поля”. 2001. №529. Вип. 3/15/. С. 83-88.

19. Айзацкий Н.И., Биллер Е.З., Жигло В.Ф., Кушнир В.А., Митроченко В.В., Ходак И.В. Металлодиэлектрический катод в высокочастотной электронной пушке // Письма в ЖТФ. 1998. Т. 24. №19. С. 36-39.

20. Айзацкий Н.И., Довбня А.Н., Кушнир В.А., Митроченко В.В., Опанасенко А.Н. Пережогин С.А., Степин Д.Л. Автогруппировка пучка в инжекторной системе линейного ускорителя электронов. // Вісник Харківського національного університету, серія физична “Ядра, частинки, поля”. 2002. №569. Вип. 3/19/. С. 69-73.

21. Ускоряющая структура для линейных ускорителей заряженных частиц. А.c 1598228 СССР, МКИ Н05 Н 7/8 / В.В. Закутин, И.Е. Кулешов, В.А. Кушнир, А.М. Шендерович (СССР) № 4623255/24-21; Заявлено 20.12.1988; Опубл. 1990, Бюл. № 37. С. 249.

22. Способ изготовления высокочастотного цилиндрического резонатора. А.c 1438545 СССР, МКИ Н01 Р 7/6. / Е.З. Биллер, А.Н. Довбня, В.А. Кушнир (СССР) № 4130854/21; Заявлено 08.10.1986; Опубл. 1991, Бюл..№ 24. С. 262.

23. Устройство для получения круговой развертки. А.с. 574052 СССР, МКИ Н01 J 3/34. / Зыков А.И., Злуницын Э.С., Кушнир В.А. (СССР) №2362283/25; Заявлено 18.05.1976; Опубл. 1978, Бюл. № 21. С. 231.

24. Кушнир В.А. Высокочастотные источники электронов для линейных резонансных ускорителей // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 2001. №12. С. 19-34.

25. Айзацкий Н.И., Ганн В.В., Довбня А.Н., Кушнир В.А., Митроченко В.В., Пережогин С.А. Нестационарные температурные процессы в термоэмиссионных катодах высокочастотных пушек // Радиотехника и электроника. 1998. Т. 43. №1. С. 112-117.

26. Kushnir V.A. High-frequency electron gun - current status // Вопросы атомной науки и техники, сер. Ядерно-физические исследования. 1999. №3(34). С. 3-6.

27. Айзацький М.І., Довбня А.М., Кушнір В.А., Митроченко В.В., Тур Ю.Д. Сучасний стан та перспективи розвитку лінійних прискорювачів електронів для фундаментальних досліджень в Україні // Український фізичний журнал. 1995. Т.40. №9. С. 909-912.

28. Ayzatsky M.I, BoriskinV.N., Dovbnya A.M., Kushnir V.A., PopenkoV.A., Shendrik V.A., Tur Yu.D., Zykov A.I. The NSC KIPT Electron Linacs - R&D // Вопросы атомной науки и техники, сер. Ядерно-физические исследования. 2003. №2(41). С. 19-23.

29. Довбня А.Н., Жигло В.Ф., Коллеров Э.П., Кушнир В.А., Митроченко В.В., Чернышов В.В., Степин Д.Л., Тур Ю.Д. Экспериментальное исследование параметров пучка компактного 60 МэВ ускорителя электронов // Вопросы атомной науки и техники, сер. Ядерно физические исследования (теория и эксперимент). 1991. Вып. 3(21). С. 3-9.

30. Айзацкий Н.И., Биллер Е.З., Довбня А.Н., Кушнир В.А., Митроченко В.В. Высокочастотная пушка для линейного ускорителя электронов // Приборы и техника эксперимента. 1997. №1. С. 34-38.

31. Кушнир В.А., Митроченко В.В. Результаты численного моделирования динамики частиц в двухрезонаторной высокочастотной пушке // Вопросы атомной науки и техники, сер. Ядернофизические исследования (теория и эксперимент). 1997. Вып. 1(28). С. 36-42.

32. Айзацкий Н.И., Биллер Е.З., Довбня А.Н. Кушнир В.А., Митроченко В.В. Разработка ускоряющих секций для линейных ускорителей электронов // Вопросы атомной науки и техники, сер. Ядерно-физические исследования. 1999. Вып.1 (33). С. 80-83.

33. Ayzatsky M.I., Biller E.Z., Dovbnya A.N. Mitrochenko V.V., Reprintzev L.V., Stepin D.L. Operating performances and current status of the laser injector complex (LIC) // Proceedings of the XVIII International Linear Accelerator Conference. Geneva (Switzerland). 1996. Р. 116-118.

34. Ayzatsky M.I., Biller B.Z., Mitrochenko V.V., Khodak I.V., Kushnir V.A., Mitrochenko V.V., Opanasenko A.N., Perezhogin S.A., Stepin D.L., Zavada L.M., Kiseliov V.K., Kuleshov Ye.M., Yanovsky M.S. Millimeter wave generation by relativistic electron bunches at the linac LIC // Proceedings of the Forth International Kharkov Symposium “Physics and Engineering of Millimeter and Sub-Millimeter Waves”, Kharkov. 2001. Vol. 2. P. 519-521.

35. Айзацкий Н.И., Биллер Е.З., Довбня А.Н. Иванов Г.М., Колот З.М., Курилко В.И., Кушнир В.А., Махненко Л.А., Митроченко В.В., Опанасенко А.Н., Черенщиков С.А. Новые модификации диафрагмированных волноводов для ускорения короткоимпульсных пучков электронов // Труды ХII совещания по ускорителям заряженных частиц. Дубна. ОИЯИ. 1993. Том 1. С. 205-207.

36. Ayzatsky N.I., Biller E.Z., Dovbnya A.N., Kushnir V.A., Mitrochenko V.V. Two-cell RF gun for a high-brightness linac // Proceedings of fifth Euripean Particle Accelerator Conference, Sitges (Barcelona, Spain). 1996. Vol. 2. P. 1553-1555.

37. Айзацкий Н.И., Биллер Е.З., Довбня А.Н., Кушнир В.А., Митроченко В.В., Настройка переходных ячеек кусочнооднородных ускоряющих структур.// Труды XIII совещания по ускорителям заряженных частиц. Т.1. Дубна. 1993. C. 216-218.

38. Кушнир В.А., Митроченко В.В. Некоторые особенности измерения напряженностей электромагнитных полей методом малых резонансних возмущений. // Материалы 10-й Международной Крымской микроволновой конференции “СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии”. 2000. С. 476-477.

39. Айзацкий Н.И., Довбня А.Н., Кушнир В.А., Митроченко В.В., Степин Д.Л., Тур Ю.Д., Прохоренко В.И., Суховаткин В.А. Высокочастотные электронные пушки с лазерным стимулированием эмиссии // Труды ХII совещания по ускорителям заряженных частиц. Дубна. 1993. Т.2. С. 111-114.

40. Ayzatsky M.I., Biller E.Z., Dovbnya A.N., Kushnir V.А. et al. Bunch-length Monitor for an Electron Linac // Proceedings of the 2001 Particle Accelerator Conference. Chicago, USA. 2001. Vol.2. P. 2356-2358.

41. Kushnir V.A., Wang-Gang, Mitrochenko V.V. Reducing the back bombarding effect in a thermionic RF-gun // Труды 14 совещания по ускорителям заряженных частиц.Протвино. 1994. Т. 3. С. 97-102.

42. Kushnir V.A., Mitrochenko V.V. Simulation of beam performances of the two-cell RF gun // Proceedings of the fifth European Particle Accelerator Conference. Sitges (Barcelona, Spain). 1996. Vol. 2. P. 1414-1416.

43. Khodak I.V., Kushnir V.A., MitrochenkoV.V., Stepin D.L. Thermionic RF Gun with High-Temperature Metallic Cathode // Proceedings of the 8^th European Particle Accelerator Conference. Paris. 2002. Vol. 3. P. 1777-1779.

44. Fainberg Ya.B., Ayzatsky N.I., Balakirev V.A., Beresin A.K., Dovbnya A.N., Karas V.I., Kiselev V.A., Kushnir V.A., Linnik A.F., Mitrochenko V.V., Stepin V.D., Onischenko I.N., Tolstoluzhsky A.P., Uskov V.V. Focusing of relativistic electron bunches at the wake-field exitation in plasma // Proceedings of the 1997 Particle Accelerator Conference, Vancouver, B.C. Canada. 1997. Vol. 1. P. 651-653.

45. Ayzatsky M. I., Dovbnya A.N., Kushnir V.A., Mitrochenko V.V., Stepin D.L. High-Brightness Electron Linac for Beam-Plasma Interaction Studies // Proсeedings of the 12^th International Conference on High-Power Particle Beams. Haifa, Israel. 1998. P. 396-399.