Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Բարձր էֆեկտիվությամբ արագացնող կառուցվածքների ստացման տեխնոլոգիայի մշակումը

Դանիելյան, Վահե Ալեքսանդրի (2017) Բարձր էֆեկտիվությամբ արագացնող կառուցվածքների ստացման տեխնոլոգիայի մշակումը. PhD thesis, «Քենդլ» սինքրոտրոնային հետազոտությունների ինստիտուտ.

[img]
Preview
PDF (Thesis)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (22Mb) | Preview
    [img]
    Preview
    PDF (Abstract)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (1078Kb) | Preview

      Abstract

      Настоящее время характеризуется развитием ускорительной техники нового поколения, приведшим к созданию уникальных ускорителей электронов на малых энергиях для фундаментальных и прикладных исследований сверхбыстрых процессов, работающих с фотокатодом при помощи лазерного возбуждения. Достаточно отметить некоторые из них: линейный ускоритель REGAE, построенный в институте DESY (Германия) как источник электронов с энергией 2-5 МэВ для исследования электронной дифракции на различных материалах; VELA (Versatile Electron Linear Accelerator), ранее известная как EBTF (Electron Beam Test Facility) - лаборатория STFC в Дарсбери (Великобритания), с энергией 6 МэВ анолагично с возбуждением фотокатода лазером Ti:Saph(титан-сапфировый лазер), имеющая две экспериментальные станции для научных и промышленных применений. Линейный ускоритель AREAL (Advanced Research Electron Accelerator Laboratory) с ВЧ пушкой и лазерным возбуждением обеспечивает электронные импульсы с энергией 2-5 МэВ и зарядом сгустка 10-100 пкКл. Ускоритель предназначен для экспериментов в области биологии и материаловедения. Его энергия в будущем будет доведена до 50 МэВ. Потребность в субпикосекундных, низкоэнергетических импульсах, с чрезвычайно малым эмиттансом, возникающая в современных исследовательских проблемах, приводит к необходимости поисков новых технологических решений для различных систем и узлов ускорителя, в частности, для медных ускоряющих структур. Наряду с существующими дисковыми и диэлектрическими структурами в последнее время разработаны новые типы ускоряющих структур. Одним из перспективных направлений является разработанная в CANDLE двухслойная металлическая цилиндрическая структура – медный цилиндрический волновод с тонким внутренним германиевым покрытием. Генерируемая в подобной структуре, медленно распространяющаяся собственная мода, обеспечивает одномодовый режим ускорения. В этой связи развитие технологии тонкослойного равномерного германиевого напыления на внутреннюю поверхность медного цилиндра, а также на плоскую медную пластину, приобретает важное значение. Разработка технилогии и оборудования для изготовления медной ускоряющей структуры, а также одномодовой биметаллической структуры(Cu-Ge). Վերջին տարիներին նախագծվում և կառուցվում են փոքր էներգիայով էլեկտրոնային արագացուցիչներ, որոնք լայնորեն կիրառվում են գերարագ պրոցեսների հետազոտության համար: Նրանք հիմնականում աշխատում են ֆոտոկաթոդի միջոցով` լազերային գրգռման եղանակով, օրինակ «AREAL» գծային արագացուցիչը, որի էներգիան մոտ ապագայում պետք է բարձրացվի մինչև 50 ՄէՎ: Այստեղից արագացնող կառուցվածքների ստացման նոր տեխնոլոգիական պրոցեսների մշակման անհրաժեշտություն է առաջանում: Այս աշխատանքում կազմվել է արագացնող կառուցվածքների դետալների ճշգրիտ մշակման տեխնոլոգիա, որի մեջ ներառված է դետալների պատրաստման համար անհրաժեշտ օպտիմալ հովացման և տաշեղի հեռացման տեխնոլոգիական նոր հանգույց: Ուսումնասիրվել է վակուումային միջավայրում մետաղների զոդումը հե-ղուկ փուլում: Ուսումնասիրությունները իրականացվել են վակուումային զոդման եղանակով (արծաթի բարակ զոդանյութով), ինչպես նաև մշակվել են հատուկ ակոսներ՝ զոդանյութի հոսունությունը ուղղորդելու նպատակով: Հաշվարկային և փորձարարական եղանակներով ուսումնասիրվել են արագացնող կառուցվածքների առանձին էլեմենտների դիրքավորման խնդիրները, պղնձե դետալների ջերմային դեֆորմացիաները, որոնք դիրքավորվել են 316 L մակնիշի բույթով, որի ջերմային ընդարձակման գործակիցը մոտ է պղնձին: Ուսումնասիրվել են ջերմաստիճանային դաշտի բաշխման և երկար արագացնող կառուցվածքների ինդուկցիոն տաքացուցիչի միջոցով զոդման վերլուծությունները: Մշակվել է վակուումում պղնձե դետալների զոդման նոր տեխնոլոգիական գործընթաց: Նախագծվել և պատրաստվել է արագացնող կառուցվածքների վակուումային զոդման տեխնոլոգիական նոր սարքավորում, իրականացվել են գերբարձր վակուումում պղնձե արագացնող կառուցվածքի որակի ստուգում, ինչպես նաև ռադիոդինամիկական չափումներ: Փորձարարական եղանակով ուսումնասիրվել է միամոդային երկշերտ (Cu-Ge) արագացնող կառուցվածքի ռեզոնանսային հաճախականությունը և այն համեմատվել է հաշվարկային արդյունքների հետ: In recent years, low energy electron accelerators are being designed and constructed, which are widely used in the studies of ultrafast processes. They mainly work by means of a photocathode (by laser stimulation method). Such an example is AREAL linear accelerator, for which energy upgrade up to 50 MeV is planned. This stimulates the need for the development of new technological processes in accelerating structure production. In this paper a precise machining technology for accelerating structure parts has been developed. It implies a new technological device of optimal cooling and chip removal, necessary for the production of cavities. Vacuum metal brazing in liquid phase has been studied. The studies have been conducted by vacuum brazing (by thin silver brazing solder), as well as, special grooves have been designed to direct the brazing alloy flow. By calculation and experimental methods positioning issues of separate elements in accelerating structures, thermal deformations of copper parts, which were positioned by a 316 L pin, the thermal expansion coefficient of which is similar to the one of copper, are investigated. The analyses of temperature field distribution and brazing of longitudinal accelerating structures through induction heater have been studied. A new technological process for the vacuum brazing of cooper parts has been developed. A new equipment for vacuum brazing of accelerating structures has been designed and developed, copper accelerating strucutre in ultra-high vacuum, as well as RF measurement tests have been carried out. The resonant frequency of single-mode laminated (Cu-Ge) accelerating structure is experimentally studied and compared to the calculation results.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Разработка технологии получения высокоэффективных ускоряющих структур. The development of a technology for high-efficiency accelerating structures.
      Uncontrolled Keywords: Даниелян Ваге Александрович, Danielyan Vahe Aleksandr
      Subjects: Physics
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 30 Aug 2017 10:52
      Last Modified: 05 Sep 2017 15:04
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/5520

      Actions (login required)

      View Item