ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ОБЛУЧЕНИЯ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ИОНАМИ Kr, Xe, He НА УСКОРИТЕЛЕ ДЦ-60

В статье представлены результаты оптимизации режимов формирования низкоэнергетических ионных пучков Kr, Xe и He на ускорительном комплексе ДЦ-60, предназначенных для моделирования радиационных повреждений материалов. Выполнена модернизация электронно-циклотронного резонансного источника многозарядных ионов с заменой DECRIS-3 на DECRIS-3M, а также проведена оптимизация параметров ЭЦР-источника, системы инжекции, транспортировки и сканирования ионного пучка. Исследованы зарядовые состояния и интенсивности рабочих пучков, определены оптимальные режимы их формирования и обеспечено равномерное распределение плотности тока по поверхности мишени. Установлено, что средний ток пучка на мишени увеличился с 45 до 77 мкА для ионов He2+, с 13 до 26 мкА для Kr15+ и с 6 до 14 мкА для Xe23+, что соответствует увеличению в 1,7, 2,0 и 2,3 раза соответственно. Полученные результаты позволяют сократить время достижения требуемого флюенса и повысить эффективность проведения экспериментов по моделированию радиационных повреждений материалов.

1. Was G.S. Challenges to the use of ion irradiation for emulating reactor irradiation. Journal of Materials Research. 2015; 30(9):1158–1182. https://doi.org/10.1557/jmr.2015.73

2. Taller S., Van Coevering G., Wirth B.D., Was G.S. Predicting structural material degradation in advanced nuclear reactors with ion irradiation. Scientific Reports. 2021; 11:2949. https://doi.org/10.1038/s41598-021-82512-w

3. Темир А.М., Иванов И.А., Колобердин М.В., Сапар А.Д., Мустафин Д.А., Унгарбаев Е.О., Бихерт Е.В., Аманжулов Б.С., Сейтбаев А.С., Сембаев С.С., Тлеубай И.К. Оптимизация параметров ускорителя ДЦ-60 для облучения ПЭТФ-плёнок тяжелыми ионами Kr. Вестник НЯЦ РК. 2025; (2):165–173.

4. Gikal B., Dmitriev S., Apel P., Bogomolov S., Borisov O., Buzmakov V., Gulbekyan G., Ivanenko I., Ivanov O., Itkis M., Kazarinov N., Kalagin I., Kolesov I., Papash A., Paschenko S., Tikhomirov A., Khabarov M. DC-60 heavy ion cyclotron complex: The first beams and project parameters. Instruments and Experimental Techniques. 2008; 51(5):642–644. https://doi.org/10.1134/S1547477108070248

5. Иванов И., Курахмедов А., Самбаев Е., Здоровец М., Логинов В., Богомолов С., Бондарченко А., Колобердин М., Сапар А., Унгарбаев Е., Темір А., Мустафин Д., Абдугалимов, Г. Modernization of ECR-source DECRIS-3. Bulletin of the L.N. Gumilyov Eurasian National University. Physics. Astronomy Series. 2022; 134(1):29–36.

6. Иванов И.А., Колобердин М.В., Курахмедов А.Е., Сапар А.Д., Мустафин Д.А., Темiр А.М., Унгарбаев Е.О., Бихерт Е.В., Аманжулов Б.С., Сейтбаев А.С., Сембаев С.С., Тлеубай И.К., Здоровец М.В. ПОЛУЧЕНИЕ Kr15+ с энергией 1.75 МэВ/нуклон на ускорителе тяжёлых ионов. Журнал ядерного общества Казахстана. 2024 ;( 1(64)):78–90.