Discrete and Continuous Models and Applied Computational ScienceDiscrete and Continuous Models and Applied Computational ScienceDiscrete and Continuous Models and Applied Computational Science2658-46702658-7149Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)8436ArticlesСтатьи3D Mathematical Model for the Optimization of the Cyclotron Central Electrode Structure3-мерная математическая модель оптимизации центральных электродов циклотронаPerepelkinE EПерепелкинЕвгений ЕвгеньевичЛаборатория физики высоких энергий; Объединенный институт ядерных исследований; Joint Institute for Nuclear Research, Veksler and BaldinЛаборатория физики высоких энергий; Объединенный институт ядерных исследованийpevgeny@jinr.ruJoint Institute for Nuclear Research, Veksler and BaldinОбъединенный институт ядерных исследований150420114NO4 (2011)№4 (2011)9610608092016Copyright ©; 2011, Перепелкин Е.Е.2011Перепелкин Е.Е.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/miph/article/view/8436In this paper the new optimization algorithm for the central region electrode structuredefinition for the cyclotron is considered. The 3D electrical field maps for various accelerating gaps are used for the central region electrode structure optimization. The accelerating gappositions and other parameters are defined by assuming maximal ion energy gain per turn.The best configuration for 4 basic acceleration regimes was constructed for VINCY cyclotron.The beam dynamics analysis for the new configuration was performed. It was shown that the new configuration has much less beam losses and better ion centering.Работа посвящена оптимизации геометрии центральных электродов циклотрона методом обратной трассировки пучка. В качестве электрического поля ускоряющих зазоров используются 3-мерные карты полей, полученные численным образом. Положение ускоряющих зазоров определяется путем минимизации функционала, зависящего от набора энергии частицей при прохождении ускоряющего зазора. В результате моделирования получена оптимальная геометрия центральной области циклотрона VINCY для ускорения четырех типов ионов.cyclotron central region optimizationbackward trackingbeam dynamicsоптимизация центральной области циклотрнадинамика пучка1.Chautard F. Beam Dynamics for Cyclotrons. - CERN, 2006-012. - P. 209.2.Hazewindus N. et al. The Magnetic Analogue Method as used in the Study of a Cyclotron Central Region // Nuclear Instruments and Methods. - 1974. - Vol. 118. - Pp. 125-134.3.Жидков Е. П., Перепелкин E. E., Ворожцов С. Б. Моделирование спирального инфлектора и центрирования орбит в компактном циклотроне // Математическое моделирование. - 2007. [Zhidkov E. P., Perepelkin E. E., Vorozhcov S. B. Modelirovanie spiraljnogo inflektora i centrirovaniya orbit v kompaktnom ciklotrone // Matematicheskoe modelirovanie. - 2007. ]4.Spiral Inflectors and Electrodes in the Central Region of the VINCY Cyclotron / P. Beliuev, V. Joci.c, N. Ne.skovi.c et al. // CYCLOTRONS 2007. The 18th International Conference on Cyclotrons and Their Applications. Giardini Naxos. - Italy.5.Ворожцов А. С. Формирование электромагнитных полей особо сложной конфигурации в циклотронах и детекторах частиц. Автореферат дисс. . ..к.ф.м.н. - ОИЯИ, 2007. [Vorozhcov A. S. Formirovanie ehlektromagnitnihkh poleyj osobo slozhnoyj konfiguracii v ciklotronakh i detektorakh chastic. Avtoreferat diss. ... k.f.-m.n. - OIYaI, 2007. ]6.Perepelkin E. E., Vorozhtsov S. B. CBDA - Cyclotron Beam Dynamics Analysis Code // Proceedings of RuPAC. - Zvenigorod, Russia: 2008.