Ю.Д. КЛЮЧЕВСКАЯ Научный руководитель – С.М. ПОЛОЗОВ, к.ф.-м.н., доцент Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ БИПЕРИОДИЧЕКОЙ УСКОРЯЮЩЕЙ СТРУКТУРЫ Для оценки возможности создания компактного укорителя электронов на энергию около 6 МэВ, пригодного для использования в составе медицинского терапевтического комплекса и работающего на повышенной частоте 27 ГГц, было проведено моделирование ускоряющего резонатора на основе бипериодической ускоряющей системы с круглым диафрагмированный волноводом, а также расчет системы охлаждения бипериодической ускоряющей структуры. Сочетание высоких электромагнитных полей и длинного импульса на высокой рабочей частоте приводит к увеличению температуры структуры, тепловым деформациям и заметному изменению характеристик резонатора, в том числе частоты, во время ВЧ импульса [1]. Для определения сдвига частоты в зависимости от мощности питания и температуры охлаждающей жидкости был проведен тепловой расчет. Для оптимального охлаждения использовано 10 трубок с водой, которые проходят вдоль БУС и расположены по радиусу, диаметр трубок равен 8 мм (рис. 1). Рисунок 1: Вид структуры с охлаждающими трубками, материал – медь. Потери СВЧ-мощности в стенках структуры рассчитывается по формуле: P ωW Q (1) где ω – частота, W – запасенная энергия, Q – добротность. Поток воды является одним из важных параметром системы охлаждения, который определяется уравнением: (2) G Uπd 2 где U – скорость жидкости, d – диаметр трубок. Тепловой анализ структуры включает непрерывный процесс нагрева и охлаждения. Было определено, что импульсное значение мощности, уходящей в стенки структуры, равно 1,05 МВт. Средняя мощность потерь равна 2,7 кВт на один период при длительности импульса 400 мкс и частоте повторения импульсов 10 Гц. Было исследовано распределение сдвига частоты в зависимости от температуры в структуре, сдвиг частоты в зависимости от потока жидкости зависимость температуры от потока жидкости. Было показано, что при значении потока воды равному 0,33 л/с для каждой охлаждающей трубки, в этом случае сдвиг частоты равен 80 кГц при температуре 34 °C. При такой температуре в структуре сдвигом частоты можно пренебречь. Распределение температуры по структуре при потоке воды и температуре 0,3 л/с и 34 °С соответственно показано на рисунке 2. Рисунок 2: Вид БУС в разрезе и распределение температуры при потоке жидкости 0,3 л/с. Список литературы 1. M.A. Gusarova, I.V. Isaev, R.A. Kostin. Journal of Applied Physics, 2013, Vol. 83, no. 4, pp. 134-140.