【摘要】：在HIRFL的成功建造與運行后,中國科學院近代物理研究所于2009年提出建造新一代重離子加速器-強流重離子加速器裝置HIAF,它由SECR離子源、強流超導直線加速器iLinac、增強器BRing、放射性次級束流分離裝置HFRS、高精度環(huán)形譜儀SRing及實驗終端組成。BRing作為HIAF裝置的主加速器,設計的最大磁剛度為34 Tm,可將~(238)U~(35+)由注入能量17 MeV/u加速至引出能量200～835 MeV/u。為了滿足不同實驗終端需求以及實現(xiàn)束流的高效引出,本文為BRing設計了快、慢兩種引出系統(tǒng),兩者將共用同一引出通道,以節(jié)約引出所需空間,降低引出系統(tǒng)造價。BRing快引出系統(tǒng)是將短脈沖的束流水平引出產生次級束以開展相關實驗,如高精度質量測量實驗,它主要由兩組踢軌磁鐵組成。同時,本文研究了踢軌磁鐵組模塊失效以及磁場波動對束流引出的影響。基于BRing高能量、高流強的特點,本文利用踢軌磁鐵組設計了束流收集系統(tǒng),以到達機器保護的目的。文中給出了快引出系統(tǒng)詳細設計參數(shù),并為踢軌磁鐵雙向電源提出了物理需求。BRing慢引出系統(tǒng)可提供秒量級的準連續(xù)束以開展材料、生物輻照研究以及核物理實驗等,它主要包括色品校正與共振驅動系統(tǒng),在設計中實現(xiàn)了兩者的獨立調節(jié)。本文利用MAD-X對不同能量的~(238)U~(35+)進行了模擬,對不同引出參數(shù)與相同引出參數(shù)設置下的模擬結果進行了討論,并提出了解決不同引出參數(shù)設置下實現(xiàn)束流高效引出的方法。文中利用WinAgile對引出束軌道進行了分析,并給出了慢引出系統(tǒng)各元件布局以及相關元件物理設計參數(shù)。最后,通過對不同動量分散粒子進行追蹤得到了HFRS入口處的光學匹配參數(shù)。BRing各硬件系統(tǒng)均能滿足快、慢引出系統(tǒng)物理設計需求與工程需要。此外,論文在開發(fā)的SESP程序基礎上研究了BRing的環(huán)引出參數(shù)與束流參數(shù)設置對慢引出束的影響,并分析了引出激勵對spill時間結構均勻性的影響。
【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】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TL50

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本文編號：2721880