etudes des mouvements transversaux du faisceau d`electrons dans

PREMIER MINISTRE C E A - R 2843
COMMÏSSARIAT A
L'ÉNERGIE ATOMIQUE
ETUDES DES MOUVEMENTS TRANSVERSAUX DU FAISCEAU D'ELECTRONS
DANS UN ACCELERATEUR LINEAIRE
par
Roland BERGERE, Hans BEIL, André VEYSSIERE
Rapport C E A - R 2843
1965
Da CENTRE D'ETUDES
NUCLÉAIRES DE SACLAY

CEA-R 2843 - BERGERE Roland, BEIL Hans, VEYSSIERE André
ETUDES DES MOUVEMENTS TRANSVERSAUX DU FAISCEAU D'ELECTRONS
DANS UN ACCELERATEUR LINEAIRE
Sommaire. - II est bien connu que lorsque le champ magnétique de focalisa-
tion, le long de l'axe d'un accélérateur à électrons, augmente, le courant
accéléré ne croît pas régulièrement à la sortie de l'accélérateur. Une telle
propriété est associée à des rotations, dans le plan de sortie .de l'accéléra-
teur, du centre de gravité des charges du faisceau. Ces rotations ont été
affichées expérimentalement grâce à un système moniteur de la position du
faisceau. Elles sont dues à la quantité de mouvement transversale conférée
au faisceau par le mode parasite TMj^ régnant dans le coupleur d'entrée
qui transforme le mode TÊQJ du guide rectangulaire d'amenée de la puis-
sance en un mode TMQ^ circulaire sur le guide accélérateur.
1965. 47 p.
Commissariat à l'Energie Atomique - France
CEA-R 2843 - BERGERE Roland, BEIL Hans, VEYSSIERE André
STUDY OF SOME TRANSVERSAL MOTIONS OF THE ELECTRON
BEAM OF A LINAC
Summary. - It is well known .that when the magnetic focusing field along the
axis of an electron linac increases the output accelerated current does not
increase regularly. Such a behaviour is shown to be connected with rota-
tions, in the output plane of the linac, of the center of charges of the beam.
These rotations have been displayed experimentally by means of a
beam position monitoring system and related to the transverse momentum
transfered to the beam by the spurious TM^ mode existing in the input
coupler changing the TEQI mode from the input rectangular waveguide into
a circular TMQI mode on the accelerator structure,
1965 • ' * " '. "47 p.
Commissariat à l'Energie Atomique - France •

Les rapports du COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE sont, à partir du n<> 2200,
en vente à la Documentation Française, Secrétariat Général du Gouvernement, Direction de
la Documentation, 16, rue Lord Byron, PARIS VIII ème,
The C.E»A. reports starting with n° 2200 are available at the Documentation Française,
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PARIS VUIème.

- Rapport CE A-R 2843 -
Département de Recherche Physique
Section Autonome des Mesures Neutroniques Fondamentales
ETUDES DES MOUVEMENTS TRANSVERSAUX DU FAISCEAU D'ELECTRONS
DANS UN ACCELERATEUR LINEAIRE
par
Roland BERGERE, Hans BEIL, André VEYSSIERE
(Rapport DRP/MNF/R 83 bis)
- Juillet. 1965 -

- 1 -
Introduction *
II est bien connu que pour un accélérateur linéaire d'électrons,
le choix de l'intensité du champ magnétique axial de focalisation ne se fait
généralement pas Buivant une loi simple. Plus précisément des résultats expé-
rimentaux (1,2) ont montré que le courant d'électrons accélérés disponible
en fin d'accélérateur ne croissait pas d'une façon monotone lorsque croissait
le champ magnétique de focalisation* Au contraire, une succession de maxima
et de minima peut être observée quand le champ magnétique de focalisation
croit régulièrement
Dans le cas de l'accélérateur linéaire de 1 GeV d'Orsay une
explication théorique de ce phénomène a été proposée (3) et consider» dans
le cas d'un faisceau imparfaitement centré des phénomènes de résonances par
couplage d'oscillations radiales et axiales»
I/Observations expérimentales :
Dans le cas de l'accélérateur linéaire de Saclay ( à 2 sections)
nous avons essayé, en partant de quelques considérations théoriques de base,
de donner une explication satisfaisante des phénomènes expérimentalement
observes»
Rappelons d'abord «ctématiquement la disposition de l'accélé-
rateur linéaire de Saclay (Flg.i)o Au début de l'accélérateur le champ magné-
tique de focalisation est créé par une bobine B1 située entre le canon et le
convertisseur de mode TEOJ-TMOJ et par une bobine B2 placée immédiatement
après ce convertisseur,, A la fin de la première section et tout le long de la
deuxième le champ magnétique Bg (s) est créé par tout une série de petites
bobines montées en parallèle» Le champ magnétique de focalisation le long
de l'aie z de l'accélérateur peut donc s'écrire i
BB (total)» Bf (z) + B2 (z) + Bg (z)
A la fin de chaque section nous disposons des systèmes détec-
teurs suivants :
1°) 2 moniteurs de courant (ij et I2) l'un étant consitué par
un transformateur d'intensité à ferrite, l'autre par une Cavité UHF accordée
sur la fréquence fondamentale de l'onde accélératrice (4)*
2°) 1 moniteur de position du faisceau (P1 et P2) constitué
par 4 boucles détectant les champs magnétiques hyperfréquences rayonnes par
le faisceau d'électrons et opposées deux à deux (5) •
3°) A la fin de la deuxième section seulement nous trouvons
un collimateur isolé de la masse, ayant un diamètre de 19 mm» Le courant
capté par ce collimateur donne donc une information sur la quantité d'électron
situés à une distance de l'axe supérieure à 9,5 mm»
Les résultats expérimentaux, en gardant constants les paramètres
Bt» B2 et la tension d'injection, sont les suivants :
a) A la fin de la première section (Eélectrons = 14 MeV) Ie
courant d'électrons II croît rapidement puis atteint une valeur maximum
stable lorsque Bg croît (fig0 2a).