發(fā)布時(shí)間：2020-07-22 18:10

【摘要】：離子源注入型IH加速腔具備高效率、低功耗、高流強(qiáng)傳輸?shù)臐摿?適合大規(guī)模的應(yīng)用。有別于RFQ注入型IH加速腔,目前國際上對(duì)該種加速結(jié)構(gòu)的研究處于瓶頸階段。其流強(qiáng)(或傳輸效率)一直沒有較好的結(jié)果,所設(shè)計(jì)的原型機(jī)的能量也僅有幾百keV。為了進(jìn)一步深入研究這種加速結(jié)構(gòu)的潛力和可能存在的問題,我們開展了長聚焦序列、高加速能量、高傳輸效率的直接注入型IH加速腔研究。完成了腔體計(jì)算、設(shè)計(jì)、加工、測(cè)試和束流試驗(yàn)平臺(tái)的搭建,并開展了初步的束流測(cè)試實(shí)驗(yàn)。本論文通過選擇優(yōu)化交變相位聚焦結(jié)構(gòu)的相位序列,離子源注入型IH加速腔能夠獲得較高的傳輸效率。初步計(jì)算得到的傳輸效率達(dá)到38%,滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。研究了影響IH加速腔分路阻抗的參數(shù),發(fā)現(xiàn)起決定性作用的參數(shù)是漂移管半徑。即高分路阻抗來源于較小的漂移管表面積和較小的腔壁內(nèi)表面。離子源注入型IH加速腔能夠獲得較高的分路阻抗。即使加速到β=0.065,分路阻抗也達(dá)到360MΩ/m,有效分路阻抗達(dá)到150MQ/m。使用約45KW的功率即可獲得2.0MeV的質(zhì)子束。計(jì)算和測(cè)試結(jié)果表明,通過簡(jiǎn)單的冷卻,離子源注入型IH加速腔能夠工作在較高的占空比下。發(fā)熱最嚴(yán)重的部位在于端部的一兩個(gè)漂移管,即使不對(duì)其進(jìn)行直接冷卻,也可以工作在占空比10%以上(溫升50℃)。如果對(duì)其進(jìn)行直接冷卻,有可能工作在連續(xù)波模式。腔體加工和測(cè)試結(jié)果表明,控制漂移管位置的誤差是IH加速腔建造中難度最大、影響最大的部分。可以通過各種調(diào)節(jié)手段組合將場(chǎng)分布調(diào)節(jié)到設(shè)計(jì)值。初步的束流測(cè)試結(jié)果表明,束流得到有效加速,傳輸效率達(dá)到32.77%。
【學(xué)位授予單位】：中國工程物理研究院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TL503
【圖文】：

MeV申列靜電加速器

圖１．１常用的低能加速結(jié)構(gòu)分類逡逑高壓倍加器使用多級(jí)倍壓整流電路對(duì)中低頻交流電進(jìn)行整流升壓

圖１．３國產(chǎn)ＵＭｅＶ回旋加速器逡逑直線加速器也采用射頻加速，但軌道是直線，其注入和引出都極為方便

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 傅世年;RFQ加速器高頻測(cè)量軟件和分析軟件開發(fā)[J];高能物理與核物理;2002年07期

本文編號(hào)：2766165