美國(guó)費(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Project-X項(xiàng)目是世界領(lǐng)先的兆瓦級(jí)連續(xù)波高能質(zhì)子加速器裝置,是美國(guó)高能物理發(fā)展規(guī)劃圖的一部分。它采用先進(jìn)的射頻超導(dǎo)技術(shù),其直線加速器的設(shè)計(jì)能量為8 GeV,致力于開(kāi)展需要強(qiáng)流質(zhì)子束流支持的精準(zhǔn)的?介子和?介子、材料科學(xué)、中微子振蕩、核能應(yīng)用的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究以及發(fā)展射頻超導(dǎo)技術(shù)。為了滿足Project-X裝置實(shí)驗(yàn)研究區(qū)域?qū)κ鞯囊?該裝置采用連續(xù)波直線加速器方案,雖然直線加速器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但束團(tuán)僅單次通過(guò)直線加速器中的腔體,使得直線加速器中腔體的利用率很低。為了提高直線加速器中腔體的利用率,美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LBNL）的Ji Qiang研究員提出了連續(xù)波循環(huán)質(zhì)子直線加速器的概念。目前,該循環(huán)質(zhì)子直線加速器的第一部分兩圈循環(huán)質(zhì)子直線加速器已完成動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但由于該裝置是一種新型的循環(huán)的直線加速器,存在一些物理問(wèn)題有待解決,如兩束團(tuán)穿越過(guò)程的空間電荷效應(yīng)對(duì)束流品質(zhì)的影響、兩圈循環(huán)質(zhì)子直線加速器的魯棒性分析以及誤差對(duì)不同能量束團(tuán)影響的校正和四圈循環(huán)質(zhì)子直線加速器的等時(shí)性條件等。本論文基于直線加速器理論和兩圈循環(huán)質(zhì)子直線加速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),利用IMPACT軟... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：135 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

GeV束流引出裝置概念設(shè)計(jì)布局圖

在第二階段的出口，能量為 3 GeV 的束流進(jìn)入運(yùn)行在脈沖模式（占空比 4.3%）下的直線加速器最終被加速到 8 GeV。Project-X 裝置的主要運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表 1. 2[1]，其超導(dǎo)段腔體的主要參數(shù)見(jiàn)表 1. 3[5]。圖 1. 2 1 GeV 束流引出裝置概念設(shè)計(jì)布局圖[3]

圖 1. 4 SNS 裝置直線加速器布局圖[11]J-PARC 裝置[14-18]是日本原子能研究機(jī)構(gòu)（JAERI）和日本高能加速器研究機(jī)構(gòu)（KEK）共同建造的強(qiáng)流質(zhì)子加速器裝置，致力于開(kāi)展材料科學(xué)、生物科學(xué)核物理和粒子物理以及潔凈核能的相關(guān)研究。它由 400 MeV 的直線加速器、GeV 的快循環(huán)同步加速器（Rapid-cycling Synchrotron，簡(jiǎn)稱(chēng) RCS）、50 GeV 的同步加速器（Main Ring，簡(jiǎn)稱(chēng) MR）和相關(guān)的束流傳輸線組成，其裝置的布局圖如圖 1. 5 所示[14]。該裝置的直線加速器（布局圖見(jiàn)圖 1. 6[16]）由H 離子源、RFQDTL、分離型漂移節(jié)加速器（Separate-type Drift Tube Linac，簡(jiǎn)稱(chēng) SDTL）和環(huán)耦合結(jié)構(gòu)直線加速器（Annular-Coupled Structure linac，簡(jiǎn)稱(chēng) ACS）共同組成。J-PARC 裝置于 2001 年 4 月開(kāi)始建造，并于 2007 年 3 月竣工。在此期間，科學(xué)家們提出了 J-PARC 裝置的二期工程計(jì)劃，即將 ACS 引出的能量為 400 MeV 的束流進(jìn)行分束。一部分束流仍注入到 RCS 加速器中，另一部分束流將注入到新

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]粒子群優(yōu)化算法綜述[J]. 楊維,李歧強(qiáng).  中國(guó)工程科學(xué). 2004(05)
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博士論文
[1]APF IH-DTL注入器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 姜培勇.中國(guó)科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2015
[2]基于粒子群優(yōu)化算法的電子儲(chǔ)存環(huán)磁聚焦結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 白正賀.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013



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