Применение изогнутых кристаллов с разрывом кристаллической структуры для выведения протонного пучка из накопительного кольца ускорительного комплекса Национальной лаборатории имени Ферми (США) : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель В. В. Тихомиров

Abstract

Данная работа посвящена реализации новых идей в области управления высокоэнергетичными пучками при помощи изогнутых кристаллов с использованием эффекта каналирования. Целью работы было промоделировать метод выведения протонного пучка из накопительного кольца (Recycler Ring) при помощи изогнутого кристалла; применить метод кристалла с узким вырезом для достижения эффективности вывода пучка в 98-99 %; учесть модификацию этой идеи, заключающуюся в замене выреза аморфным слоем, существенно упрощающую производство такого кристалла. Для расчетов был разработан алгоритм для моделирования движения частиц в изогнутом кристалле, названный – CRYSTAL. В результате работы было проведено моделирование планируемых экспериментов по выведению протонного пучка энергией 8 ГэВ из накопительного кольца и Дебанчера в Национальной лаборатории имени Ферми в США. Было показано, что в обоих случаях многооборотная эффективность выведения пучка может достигнуть 95-96 %. Было также показано, что применение идеи кристаллического выреза в эксперименте на накопительном кольце способно увеличить эффективность выведения частиц до 97-98 %, а потери частиц сократить в 2 раза, значительно уменьшив, таким образом, радиационную нагрузку на кристалл. Моделирование проводилось с применением параллельных многопроцессорных вычислений на суперкомпьютере СКИФ К-1000/2.