Ускоритель переменного градиента с фиксированным полем
Ускоритель с переменным градиентом фиксированного поля ( FFA ) представляет собой концепцию кругового ускорителя частиц , разработка которой началась в начале 50-х годов, и которая может характеризоваться независимыми от времени магнитными полями ( фиксированное поле , как в циклотроне ) и использование сильной фокусировки ( переменный градиент , как в синхротроне ). [1] [2] Таким образом, ускорители FFA сочетают в себе преимущество циклотрона непрерывной, неимпульсной работы с относительно недорогим синхротронным кольцом магнита с узким отверстием.
Хотя разработка FFA не велась более десяти лет, начиная с 1967 года, с середины 1980-х годов возродился интерес к использованию в источниках нейтронного расщепления , в качестве привода для мюонных коллайдеров [1] и для ускорения мюонов на нейтринной фабрике . с середины 1990-х гг.
Возрождение исследований FFA было особенно сильным в Японии, когда было построено несколько колец. Это возрождение было частично вызвано достижениями в области ВЧ -резонаторов и конструкции магнитов. [3]
Отметим, что аббревиатура для ускорителя переменного градиента с фиксированным полем недавно была изменена с FFAG на FFA. Таким образом, при поиске более старой литературы чаще можно найти исходную аббревиатуру FFAG.
Идея синхротронов переменного градиента с фиксированным полем была независимо развита в Японии Тихиро Окава , в США Китом Саймоном и в России Андреем Коломенским . Первый прототип, построенный Лоуренсом У. Джонсом и Кентом М. Тервиллигером в Мичиганском университете, использовал бетатронное ускорение и был введен в эксплуатацию в начале 1956 года. Той осенью прототип был перемещен в лабораторию Исследовательской ассоциации университетов Среднего Запада (MURA). в Университете Висконсина , где он был преобразован в электронный синхротрон на 500 кэВ . [5] Патент Саймона, поданный в начале 1956 года, использует термины «ускоритель FFAG» и «синхротрон FFAG». [6] Окава работал с Саймоном и командой MURA в течение нескольких лет, начиная с 1955 года. [7]
Дональд Керст , работая с Саймоном, подал патент на ускоритель FFA со спиральным сектором примерно в то же время, что и патент Саймона на радиальный сектор. [8] Очень маленькая машина со спиральным сектором была построена в 1957 году, а машина с радиальным сектором на 50 МэВ работала в 1961 году. Эта последняя машина была основана на патенте Окава, поданном в 1957 году, на симметричную машину, способную одновременно ускорять одинаковые частицы в как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки. [9] Это был один из первых ускорителей на встречных пучках , хотя эта функция не использовалась, когда он был использован на практике в качестве инжектора для накопительного кольца Тантала в том, что впоследствии стало Центром синхротронного излучения . [10] В начале 1970-х годов машина на 50 МэВ была окончательно снята с производства. [11]
