發(fā)布時間：2020-06-11 14:01

【摘要】：超導腔是超導直線加速器的重要部件,低溫下腔體運行頻率的穩(wěn)定性影響了粒子加速的效果。調(diào)諧器與低電平組成的自動調(diào)諧系統(tǒng)可消除由于氦壓波動,洛倫茲失諧,束流負載效應,麥克風效應導致的超導腔頻率的波動。調(diào)諧器的設計需要綜合考慮加速器腔型,工況條件,調(diào)諧精度,響應時間等因素。25MeV超導直線加速器調(diào)諧系統(tǒng)脫環(huán)現(xiàn)象嚴重,設計了實驗對其進行離線測試。實驗測試了CM1,CM2,CM3中超導腔調(diào)諧器工作線性度、回程差以及直線單元的線性度和回程。同時,對調(diào)諧器的杠桿機構和剪叉機構進行了力學分析;對HWR超導腔在不同狀態(tài)下進行了電磁模擬;仿真結果與實驗結果吻合。通過此階段的工作,找到了脫環(huán)現(xiàn)象的原因,提出了改進方案,并為接下來精密調(diào)諧器的設計提供了技術支持。本論文中QWR腔為銅鍍鈮腔,β值為0.13,本征頻率為162.5MHz,帶寬為200 Hz。以25MeV超導直線加速器調(diào)諧器為基礎,以QWR腔頻率穩(wěn)定為目標,以微擾理論為依據(jù),選取快慢調(diào)諧同步協(xié)作的方式完成了精密調(diào)諧器的結構設計。使用Solid Works、COMSOL軟件確定了1.1mm厚的U型調(diào)諧盤適合QWR調(diào)諧需求其調(diào)諧范圍為28 kHz,最大調(diào)諧力為1500N。以此為依據(jù)對快調(diào)諧驅動—piezo和慢調(diào)諧驅動—步進電機進行了選型,選擇了絲杠螺母配合步進電機將旋轉運動轉化為直線運動,實現(xiàn)調(diào)諧。設計了測試工裝對piezo特性進行測試;分析其在不同力作用下的工作線性度;并對調(diào)諧器零部件進行受力分析,分析結果顯示在最大調(diào)諧力下調(diào)諧盤、調(diào)諧器零部件均滿足工作要求。最后對精密調(diào)諧器進行了加工,設計了QWR腔模擬工裝,搭建了調(diào)諧器測試平臺,對調(diào)諧器進行了電機驅動大范圍調(diào)諧測試、電機驅動小范圍調(diào)諧測試、piezo驅動測試、響應測試。測試結果顯示調(diào)諧器回程差為10μm,響應時間為0.2 ms,測試結果滿足調(diào)諧器使用需求。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院近代物理研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TL53

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本文編號：2708012