SIMULATION OF RADIAL-PHASE MOTION OF CHARGED PARTICLES
Keywords:
charged particles, linear accelerator, radial-phase motion, autophasing, phase-state ellipse, envelope matrix, mathematical modelingAbstract
This paper examines the problem of mathematical modeling and optimization of charged particle beam dynamics parameters in linear resonant accelerators. Within the framework of phase locking theory in the field of a standing wave of an axially symmetric high-frequency field, a closed mathematical model of radial-phase beam motion is constructed. By approximating the projection of the initial phase volume of the beam onto the plane of radius and divergence as an ellipse of states, a relativistic system of differential equations is derived for the elements of the envelope matrix, explicitly depending on the longitudinal phase variables—the energy and phase of the particles. The resulting model enables the efficient calculation and minimization of the energy spread and geometric dimensions of the beam at the output of accelerating structures.
References
1. Андрианов С.Н., Дымников А.Д., Осетинский Г.М. Об оптимальном управлении пучками заряженных частиц // ОИЯИ Препринт BI - 9 -12851. -Дубна, 1979. -24 с.
2. Капчинский И.М. Динамика частиц в линейных резонансных ускорителях. -М.: Атомиздат,1966. -с.310.
3. Линейный ускоритель ионов. Т.I. Проблемы и теория /Под ред. Б.П. Мурина. -М.: Атомиздат, 1978.-264 с.
4. Овсянников Д.А. Математические методы управления пучками.-Л.: Изд-во ЛГУ, 1980.-228 с.
5. Вальднер О.А., Власов А.Д., Шальнов А.В. Линейные ускорители. - Атомиздат,1969. - С. 248.
6. Власов А.Д. Теория линейных ускорителей . – М., 1965. –С. 308.
7. Рошаль А.С. Моделирование заряженных пучков. – М.,1979. – 224 с.
8. Овсянников Д.А. Математические методы оптимизации динамики пучков. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1986. – 292 с.
