The Use of Crystals with an Asymmetric Reflection Geometry to Measure the Parameters of Electron Beams

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The prospects of using crystals with asymmetric reflection geometry to determine the transverse size of relativistic electron beams based on the results of measurements of angular distributions of their radiation in a thin crystal for two distances between it and a coordinate detector are discussed. An experimental test of this technique was carried out using an imaging plate as a two-dimensional position-sensitive detector. Measurements were made for the electron energy of 255 MeV and reflection (220) in a silicon crystal with a thickness of 20 microns and a pixel size of 35 × 35 µm2. The distances between the crystal and the detector were 0.5 and 1 m. The obtained values of the horizontal and vertical beam sizes \({{\sigma }_{x}} = 0.32 \pm 0.02\,\,~{\text{mm}}\) and \({{\sigma }_{y}} = 1.35 \pm 0.02~\,\,{\text{mm}}\) are in satisfactory agreement with the measurement results for optical transition radiation. The possibility of characterizing X-ray plates by comparing the measured and calculated PXR angular distributions for several reflecting planes of crystals with an asymmetric reflection geometry and an asymmetry parameter ε less than unity is discussed.

About the authors

A. V. Berdnichenko

Belgorod National Research University

Email: vnukov@bsu.edu.ru
308015 Russia, Belgorod

I. E. Vnukov

Belgorod National Research University

Author for correspondence.
Email: vnukov@bsu.edu.ru
308015 Russia, Belgorod

Y. A. Goponov

Belgorod National Research University

Email: vnukov@bsu.edu.ru
308015 Russia, Belgorod

Y. Takabayashi

SAGA Light Source

Email: vnukov@bsu.edu.ru
Japan, 841-0005, Saga, Tosu

References

  1. Fiorito R.B. Recent advances in OTR beam diagnostics // Materials of Proceedings of Particle Accelerator Conference 09. Vancouver, Canada. May 4–8, 2009. P. 741.
  2. The European X-ray Free-Electron Laser Technical Design Report // DESY 2006–097. 2007
  3. Loos H., Akre R., Decker F.-J., Ding Y., Dowell D., Emma P., Frisch J., Gilevich S., Hays G.R., Hering P., Huang Z., Iverson R., Limborg–Deprey C., Miahnahri A., Nuhn H.-D., Turner J.L., Welch J., White W., Wu J., Ratner D. Observation of Coherent Optical Transition Radiation in the LCLS Linac // Materials of Proceedings of FEL08. Gyeongju, Korea. August 24–29, 2008. P. 485.
  4. Gogolev A., Potylitsyn A., Kube G. // J. Phys. Conf. Ser. 2012. V. 357. P. 012018. https://www.doi.org/10.1088/1742–6596/357/1/012018
  5. Takabayashi Y. // Phys. Lett. A. 2012. V. 376. P. 2408. https://www.doi.org/10.1016/j.physleta.2012.06.001
  6. Takabayashi Y., Sumitani K. // Phys. Lett. A. 2013. V. 377. P. 2577. https://www.doi.org/10.1016/j.physleta.2013.07.035
  7. Kube G., Behrens C., Gogolev A.S., Popov Yu.P., Potylitsyn A.P., Lauth W., Weisse S. // Proceedings of IPAC2013. 2013. P. 491.
  8. Внуков И.Е., Гопонов Ю.А., Сиднин М.А., Шатохин Р.А., Sumitani K, Takabayashi Y. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2019. № 6. С. 57. https://www.doi.org/10.1134/S0207352819060143
  9. Goponov Yu.A., Laktionova S.A., Shatokhin R.A., Sidnin M.A., Sumitani K., Takabayashi Y., Vnukov I.E. // Phys. Rev. Accel. Beams. 2019. V. 22. P. 082803. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevAccelBeams. 22.082803
  10. Rullhusen R., Artru X., Dhez P. Novel Radiation Sources Using Relativistic Electrons. Singapore: World Scientific, 1999. 212 p.
  11. Goponov Yu.A., Laktionova S.A., Pligina O.O., Sidnin M.A., Vnukov I.E. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2015. V. 355. P. 150. https://www.doi.org/10.1016/j.nimb.2015.03.068
  12. Goponov Yu.A., Shatokhin R.A., Sidnin M.A., Sumitani K., Takabayashi Y., Vnukov I.E., Volkov I.S. // JINST 15. 2020. № C04025. https://www.doi.org/10.1088/1748–0221/15/04/C04025
  13. Goponov Yu.A., Shatokhin R.A., Sumitani K., Takabayashi Y. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2021. V. 996. P. 165132. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2021.165132
  14. Blazhevich S.V., Bronnikova M.V., Noskov A.V. // Phys. Lett. A. 2020. V. 384. P. 126321. https://www.doi.org/10.1016/j.physleta.2020.126321
  15. Блажевич С.В., Бронникова М.В., Носков А.В. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед.. 2020. № 9. С. 66. https://www.doi.org/10.31857/S1028096020080051
  16. Blazhevich S.V., Noskov A.V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2019. V. 441. P. 119. https://www.doi.org/10.1016/j.nimb.2018.12.043
  17. Berdnichenko A.V., Shatokhin R.A., Takabayashi Y., Vnukov I.E. // Phys. Lett. A. 2021. V. 409. P. 127537. https://www.doi.org/10.1016/j.physleta.2021.127537
  18. Бердниченко А.В., Внуков И.Е., Гопонов Ю.А., Шатохин Р.А., Takabayashi Y. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. № 5. С. 94. https://www.doi.org/10.31857/S1028096022050053
  19. Takabayashi Y., Shchagin A.V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2012. V. 278. P. 78. https://www.doi.org/10.1016/j.nimb.2012.02.021
  20. Silva A.S.S., Gomes C.S., Machado A.S., Nascimento J.R., Santos R.S., Oliveira D.F., Dos Anjos M.J., Lopes R.T. // X-ray Spectrometry. 2019. V. 48. Iss. 5. P. 375. https://www.doi.org/10.1002/xrs.3016
  21. Meadowcroft A.L., Bentley C.D., Stott E.N. // Rev. Sci. Instrum. 2008. V. 79. https://www.doi.org/0034–6478/2008/79(11)113102/ 4/$23.00
  22. Berdnichenko A.V., Goponov Yu.A., Shatokhin R.A., Takabayashi Y., Vnukov I.E. // Nuclear Inst. and Methods in Physics Research. A. 2022. V. 1032. P. 166619. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2022.1666
  23. Berger M.J., Hubbell J.H., 2017. Photon Cross Sections Database. NIST. http://www.nist.gov/pml/data/xcom/index.cfm. Cited 21 March, 2022.
  24. Goponov Yu.A., Sidnin M.A., Vnukov I.E., Behrens C., Kube G., Lauth W., Gogolev A.S., Potylitsyn A.P. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2017. V. 402. P. 83. https://www.doi.org/ 10.1016/j.nimb.2017.03.006
  25. Goponov Yu.A., Laktionova S.A., Sidnin M.A., Vnukov I.E. // Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. B. 2017. V. 402. P. 92. https://www.doi.org/1016/j.nimb.2017.02.068
  26. Brenzinger K.H., Herberg C., Limburg B., Backe H., Dambach S., Euteneuer H., Hagenbuck F., Hartmann H., Johann K., Kaiser K.H., Kettig O., Knies G., Kube G., Lauth W., Schöope H., Walcher Th. // Z. Phys. 1997. V. 358. P. 107. https://www.doi.org/10.1007/s002180050283
  27. Внуков И.Е., Волков И.С., Гопонов Ю.А., Сиднин М.А., Шатохин Р.А. // Прикладная математика и физика. 2020. № 52(2). С. 152. https://www.doi.org/10.18413/2687–0959–2020–52–2–152–168
  28. Потилицын А.П. // Изв. ВУЗов “Физика”. 1998. Т. 41. № 4. С. 26.
  29. Лобко А.С. Экспериментальные исследования параметрического рентгеновского излучения. Минск: БГУ, 2006. 201 с.
  30. Brenzinger K.-H., Limburg B., Backe H., Dambach S., Euteneuer H., Hagenbuck F., Herberg C., Kaiser K.H., Ketting O., Kube G. // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 79. № 13. P. 2462. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.79.2462

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (146KB)
3.

Download (386KB)
4.

Download (450KB)
5.

Download (286KB)
6.

Download (399KB)
7.

Download (242KB)

Copyright (c) 2023 А.В. Бердниченко, И.Е. Внуков, Ю.А. Гопонов, Ю. Такабайаши

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».