Электронное охлаждение

Электронное охлаждение — метод охлаждения пучков тяжёлых заряженных частиц в ускорителях. Метод предложен Г. И. Будкером в 1966 году[1] и впервые продемонстрирован при охлаждении протонов в кольце НАП-М в ИЯФ СОАН СССР, в Новосибирске, в 1974 году.

Цикл работ «Метод электронного охлаждения пучков тяжёлых заряженных частиц» отмечен Государственной премией в 2001 году, (В. В. Пархомчук, Д. В. Пестриков, Р. А. Салимов, А. Н. Скринский, Б. Н. Сухина, Н. С. Диканский, И. Н. Мешков, Г. И. Будкер (посмертно)).

Принцип действия

В отличие от лёгких электронов высоких энергий, для которых синхротронное излучение автоматически обеспечивает радиационное затухание поперечных колебаний в накопительном кольце, тяжёлые частицы практически не излучают. Идея электронного охлаждения заключается в том, чтобы на некотором участке совместить пучок «горячих» ионов с интенсивным пучком очень «холодных» электронов, следующих с точно такой же продольной скоростью. Происходит обмен температур, после чего разогревшийся электронный пучок отводится в коллектор, а ионный пучок взаимодействует на следующем обороте с новым холодным пучком электронов.

Установка электронного охлаждения на накопителе тяжёлых ионов LEIR, в ЦЕРН. Постоена в ИЯФ СО РАН.
Электронное охлаждение на накопителе вторичных пучков ионов ESR, в GSI, Германия.

Применение

В настоящее время установки электронного охлаждения установлены на ряде накопителей ионов[2][3]:

Накопитель Центр, город, страна Годы работы Охлаждаемые частицы Энергия электронов, МэВ Ток электронного пучка Примечания
НАП-М ИЯФ, Новосибирск, Россия 1974-1984 протоны .. .. ..
ICE ЦЕРН 1979-1980 протоны .. .. ..
Test Ring Фермилаб, США 1979-1980 протоны .. .. ..
МОСОЛ ИЯФ, Новосибирск, Россия 1986-1988 протоны .. .. ..
LEAR ЦЕРН 1987-1996 антипротоны .. .. ..
IUCF cooler Индиана, США 1988-2002 .. .. .. ..
TSR MPI, Гейдельберг, Германия 1988-2012 .. .. .. ..
TARN-II Токийский университет, Япония 1989-2002 .. .. .. ..
CELSIUS Уппсальский университет, Швеция 1989-2005 .. .. .. ..
ESR GSI, Дармштадт, Германия c 1990 редкие ионы .. .. ..
ASTRID Орхусский университет, Дания 1992-2005 .. .. .. ..
CRYRING Стокгольмский университет, Швеция 1992-2009 .. .. .. ..
COSY Юлих, Германия 1993-? .. .. .. ..
SIS18 GSI, Дармштадт, Германия c 1998 тяжёлые ионы .. .. ..
AD ЦЕРН с 1998 антипротоны .. .. ..
HIMAC Тиба, Япония с 2000 ионы C12+ .. .. ..
TSR MPI, Гейдельберг, Германия с 2004 .. .. .. ..
LEIR ЦЕРН с 2005 ионы Pb82+ .. .. ..
Recycler Фермилаб, США 2005-? антипротоны .. .. ..
S-LSR Киото, Япония с 2005 .. .. .. ..
CSRm IMP, Ланьчжоу, Китай с 2005 .. .. .. ..
CSRe IMP, Ланьчжоу, Китай с 2008 .. .. .. ..
COSY Юлих, Германия с 2013 .. .. .. ..
ELENA ЦЕРН с 2018 антипротоны .. .. ..

См. также

Примечания
  1. Электронное охлаждение и новые возможности в физике элементарных частиц Архивная копия от 19 июля 2018 на Wayback Machine, Г. И. Будкер, А. Н. Скринский, УФН, т.124, вып.4, сс.561-595.
  2. Brief History and Present Status of Cooling Methods in Experimental Physics, I.Meshkov, Beam Dynamics Newsletter no.64, p.12.
  3. Beam Cooling Status and Perspectives, M.Steck, talk at COOL15 conference.

Литература
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.