Монитор потерь электронного пучка ускорителя AREAL на базе PIN-фотодиодов

Abstract

Разработан и испытан прототип системы измерения потоков электронов на основе PIN-фотодиодов для пучка электронов с энергией до 5 МэВ ускорителя AREAL Института синхротронных исследований. Система в перспективе будет использована для измерения потерь пучка из вакуумной камеры ондулятора SASE100, предназначенного для генерации излучения в терагерцовом диапазоне и будет инсталлирован в тракт ускорителя AREAL при его модернизации. Метод использования PIN-фотодиодов в качестве монитора потерь пучка основан на эффекте образования электронно-дырочных пар при прохождении ионизирующих частиц через запирающий слой фотодиода. Расчеты процессов взаимодействия электронов с веществом запирающего слоя проводились с использованием программы PCLab. Эксперименты, проведенные на электронном пучке ускорителя, показали, что разработанная система способна эффективно регистрировать потоки электронов, как основного пучка ускорителя AREAL, так и его темнового тока. A prototype PIN-photodiode based electron flux measurement system for the AREAL accelerator electron beam (energy up to 5 MeV) was developed and tested. The system will eventually be used to measure beam losses from the vacuum chamber of the SASE100 ondulator, which is intended for generation of radiation in the terahertz range and will be installed in the AREAL accelerator tract during its modernization. The method of using PINphotodiodes as a beam loss monitor is based on the effect of electron–hole pairs formation when ionizing particles pass through the photodiode barrier layer. Calculations of interaction of electrons with the substance of the barrier layer were performed using the PCLab program. The experiments carried out on the accelerator electron beam, showed that the developed system is capable of effectively registering the electron fluxes of both the main beam of the AREAL accelerator and its dark current.