Отчет по теме CLIC - Объединенный институт ядерных
advertisement
СЕМИНАР-2009 ОТЧЕТ ПО ПРОЕКТУ CLIC 2007-2009 А.А.Вихарев*, Н.С.Гинзбург*, И.И.Голубев, Н.И.Зайцев*, А.К.Каминский, А.П.Козлов, С.В.Кузиков*, Э.А.Перельштейн, Н.Ю.Песков*, М.И.Петелин*, С.Н.Седых, АС.Сергеев* Объединенный институт ядерных исследований, Дубна * Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород СЕМИНАР-2009 30 GHz O2-free Cu 180 ⁰ -240⁰ 3*104-5*104 210 ⁰ Параметры JINR SLAC2 SLAC1 эксперимен тов ОИЯИ140 ⁰ ИПФ на рисунке С. Хейкинена с 70 ⁰ использова нием его калибровок (22 февраля 2008 г.) СЕМИНАР-2009 Electron energy Beam current Radiation power МСЭ генератор ОИЯИ-ИПФ с брэгговским резонатором 0.8 MeV 250 A 15 – 20 MW Длительность импульса 180 ns Рабочая частота 30 GHz Ширина спектра < 10 MHz Цикличность 0.5 – 1 pps СЕМИНАР-2009 Калориметр Детектор выходной волны преобразователь TE11 в TE01 Модуль ТР Детектор входной волны Тестовый резонатор Фокусирующие зеркала Нагреваемое кольцо Выход МСЭ Диагностичесая пленка Схема эксперимерта СЕМИНАР-2009 ЛИУ-3000 Фокусирующий соленоид. Вигглер - внутри Диагностическая пленка Выходной волновод МСЭ генератор ОИЯИ-ИПФ на основе ускорителя ЛИУ-3000 CLIC PROJECT Калориметр Входной модуль тестового резонатора Фокусирующие зеркала Тестовый резонатор Диагностическая пленка Выход МСЭ Общий вид экспериментальной установки СЕМИНАР-2009 Детали ТР: корпус, кольцо, входная диафрагма СЕМИНАР-2009 Typical output parameters of FEM radiation. Pulse energy 2.2J Calorimeter and heterodyne spectrum meter. Optimal output parameters of FEM radiation СЕМИНАР-2009 Output diaphragm of test cavity between pulses (left) and during the pulse (right) – no evidences of inner breakdown while the wall temperature rise was 180º-200º СЕМИНАР-2009 Тестовый резонатор. Кольцо до облучения C СЕМИНАР-2009 Тестовый резонатор. Кольцо после облучения: 190⁰К, 32000 импульсов СЕМИНАР-2009 Кромка кольца после 16000 импульсов. Нагрев 220 ⁰К за импульс Увеличение 160x Кромка кольца после 48000 импульсов. Нагрев 220 ⁰К за импульс Увеличение 160x Кроме шероховатости поверхности отчетливо видны трещины (не на кромке кольца) длиной десятки микрон. 60000 импульсов. Нагрев - 250°К за импульс Фотография участка кольца после 60000 импульсов . Нагрев 250°К за импульс. видны глубокие трещины (не на кромке кольца) длиной десятки микрон Слева - часть поверхности кольца, справа – в увеличенном масштабе выделенные участки кольца В SLACе совместно с ЦЕРНом и КЕКом в этом году провели также исследования состояния рабочей поверхности 50 МВт и 75 МВт-ного клистронов, которые они использовали в экспериментах по исследованию ресурса металлов. Оказалось, что результаты очень похожи на полученные у нас 50 MW PPM 75 MW PPM 75 MW PPM 75 MW PPM SLAC: L. Laurent, SEM Report on Various Pulse Heating Samples and on SLAC X-Band Klystron Circuits Схема эксперимента по облучению биологических объектов Biology with nano-particles Microphotographs of the gold- and aluminium-coated polyester film after irradiation in the thin water after 600 pulses Результаты эксперимента по облучению раковых клеток с золотой пленкой (низ) 50 нм и без нее (верх). 2009 год. Выводы • • • • • • • В рамках выполнения темы 1056 и проекта темы 1067 в ЛФЧ-ЛФВЭ ОИЯИ совместно с ИПФ РАН создан CВЧ-стенд, работающий на частоте 30 ГГц. Полученные параметры стенда полностью соответствуют требованиям, сформулированным в договоре с ЦЕРНом K723 PS. На указанном стенде проведена серия экспериментов по исследованию стойкости бескислородной меди по отношению к импульсному циклическому нагреву при величине нагрева 190-250°К за импульс. Определены особенности повреждения меди и на ранней стадии облучения, и развитие повреждения с увеличением числа рабочих импульсов (вплоть до начала пробоев в резонаторе). Полученные результаты (шероховатость, микротрещины металла) качественно близки к результатам, полученным на установках с малым импульсным нагревом. Заканчивается обработка полученных экспериментальных результатов. Видно, что результаты экспериментов будут существенно отличаться от оценок группы SLAC1. Особенность созданной установки в том, что она позволяет провести аналогичные исследования других, более термически и механически стойких материалов. Результаты таких исследований необходимы не только при проектировании и создании современных коллайдеров, но также важны при разработке мощных СВЧ источников. Уникальность созданного стенда состоит также в том, что на нем без существенных изменений схемы можно решать и актуальные задачи в области медицины, биологии, СВЧ-техники. В прошлом году совместно с сотрудниками РБЛ ОИЯИ была продемонстрирована способность избирательного уничтожения раковых клеток при воздействии излучения от МСЭ-источника. С 2003 года опубликовано 22 работы. Исследования поддерживались грантами РФФИ и ИНТАС. Pulse Heating Samples RF Tested May 2008 – September 2008 Hardness Test Value Cu101 (SLAC) HIP2 (KEK) 33 Single Crystal Cu (KEK) CuZr3-2 (CERN) 77 Cu1-2 (CERN) 10 ?? 79? KEK3 (KEK) 19 E-Deposited Cu (KEK) 62 CuCr102 (SLAC) 83 C овый C) о ры СЕМИНАР-2009 Параметры экспериментальных установок Частота, ГГц Длительность импульса, нс Циклично Импульсн сть с-1 ый нагрев, °К Число импульс ов 11.994 240 50 56 2*1010 106 (λ=300 nm) ~60 25 150 - 300 1*103 1*107 - - 24000 70-170 эквива лент 1*106 2*1010 Фотография участка кольца до облучения и после 48000 импульсов . Нагрев - 220°К за импульс
