隨著粒子加速器在放射性醫(yī)學(xué)以及原子核實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展,加速器整體結(jié)構(gòu)的緊湊性成為了加速器設(shè)計(jì)的新要求。直線加速器因其高束流品質(zhì)、易于注入等特點(diǎn),經(jīng)常用作加速器的注入器。近代物理研究所研制的首臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的醫(yī)用重離子加速器裝置(HIMM)在其升級(jí)計(jì)劃中,也將采用直線加速器代替原有回旋加速器作為注入器。射頻四極場(chǎng)加速器(RFQ)作為直線注入器低能段的重要組成部分,也在向緊湊小型化的方向發(fā)展。依托HIMM項(xiàng)目的升級(jí)需求,本文完成了HIMM-RFQ的具體設(shè)計(jì)工作,提出了適用于緊湊型商業(yè)化低流強(qiáng)RFQ的快聚束動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì),并基于快聚束動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)完成了腔體相應(yīng)的射頻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),最終完成腔體設(shè)計(jì)以及加工等研究。HIMM-Linac低能段RFQ的完整腔體設(shè)計(jì)包含了從束流動(dòng)力學(xué)到射頻結(jié)構(gòu),以及多物理場(chǎng)分析,水冷系統(tǒng)等多方面設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。本文基于RFQ束流動(dòng)力學(xué)的相關(guān)理論,根據(jù)HIMM-RFQ的高穩(wěn)定性、緊湊性的需求,以及其相對(duì)較低流強(qiáng)的特點(diǎn),首次提出了快聚束動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)�？炀凼鴦�(dòng)力學(xué)在低流強(qiáng)束流傳輸理論支持下,對(duì)于適用于強(qiáng)流傳輸?shù)腞FQ傳統(tǒng)四段設(shè)計(jì)理論中成型段以及聚束段部分,進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。在保證99%以...

【文章頁(yè)數(shù)】：133 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 RFQ加速器發(fā)展歷史
    1.3 國(guó)內(nèi)外重離子RFQ的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)
    1.4 論文的科學(xué)意義
    1.5 論文主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 RFQ束流動(dòng)力學(xué)與射頻理論概述
    2.1 RFQ束流動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)
        2.1.1 RFQ勢(shì)函數(shù)
        2.1.2 RFQ中的電場(chǎng)和同步加速
        2.1.3 RFQ縱向束流動(dòng)力學(xué)
        2.1.4 RFQ橫向束流動(dòng)力學(xué)
        2.1.5 RFQ中的絕熱聚束
        2.1.6 RFQ四段論設(shè)計(jì)
    2.2 RFQ射頻結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)
        2.2.1 四翼型RFQ
        2.2.2 四桿型RFQ
第3章 緊湊型RFQ動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)
    3.1 LEBT物理設(shè)計(jì)
    3.2 設(shè)計(jì)程序介紹
    3.3 主要參數(shù)選擇
    3.4 動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)與優(yōu)化
    3.5 誤差分析
    3.6 動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)總結(jié)
第4章 RFQ射頻設(shè)計(jì)
    4.1 RFQ建模
    4.2 射頻特性仿真及優(yōu)化
        4.2.1 二極場(chǎng)分量?jī)?yōu)化
        4.2.2 四極場(chǎng)平整度優(yōu)化
        4.2.3 諧振頻率調(diào)整
        4.2.4 射頻設(shè)計(jì)場(chǎng)誤差對(duì)于動(dòng)力學(xué)的影響
    4.3 耦合器與調(diào)諧器設(shè)計(jì)
        4.3.1 耦合器的設(shè)計(jì)
        4.3.2 調(diào)諧方案以及調(diào)諧器設(shè)計(jì)
    4.4 小結(jié)
第5章 熱、形變、射頻之間的耦合分析
    5.1 腔體運(yùn)行時(shí)加載功率產(chǎn)生的形變及頻移分析
    5.2 水冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.3 小結(jié)
第6章 腔體加工測(cè)試研究
    6.1 電極加工研究
    6.2 加工誤差對(duì)束流動(dòng)力學(xué)的影響
    6.3 腔體冷測(cè)討論
        6.3.1 腔體射頻特性參數(shù)測(cè)量
        6.3.2 腔體場(chǎng)分布測(cè)量
        6.3.3 腔體冷測(cè)引入誤差討論
    6.4 小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3840598