針對(duì)我國核能可持續(xù)發(fā)展中“核廢料安全處置”的需求,中國科學(xué)院于2011年啟動(dòng)先導(dǎo)專項(xiàng)“中國加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)”（China Accelerator Driven Subcritical system,CADS）的研究。CADS裝置基于一臺(tái)1.5GeV、10 mA連續(xù)波運(yùn)行的超導(dǎo)直線加速器,提供質(zhì)子束流轟擊靶材料,產(chǎn)生中子進(jìn)而維持次臨界反應(yīng)堆的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。CADS直線加速器中、高能加速段主要采用兩種幾何β（0.63和0.82）超導(dǎo)橢球腔。本論文主要針對(duì)頻率為650 MHz、幾何β為0.63超導(dǎo)橢球腔的關(guān)鍵物理問題進(jìn)行研究;同時(shí)與最優(yōu)β為0.67的三間隙Spoke超導(dǎo)加速腔進(jìn)行了對(duì)比研究。研究表明,對(duì)于CADS加速器中能段,超導(dǎo)橢球腔相比于三間隙Spoke腔具有很大的優(yōu)勢(shì)。論文首先分析了CADS中能段超導(dǎo)橢球腔的設(shè)計(jì)難點(diǎn),給出了該超導(dǎo)腔設(shè)計(jì)優(yōu)化的原則和流程。通過反復(fù)迭代優(yōu)化,完成了該強(qiáng)流超導(dǎo)腔的設(shè)計(jì),其性能滿足項(xiàng)目的工程要求。超導(dǎo)腔的電磁性能優(yōu)于國際上現(xiàn)有的同類型超導(dǎo)腔。作者利用Multipac 2.1對(duì)超導(dǎo)橢球腔的multipacting效應(yīng)進(jìn)行了模擬,結(jié)果顯示腔體內(nèi)不存在因結(jié)構(gòu)因素而產(chǎn)... 

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

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 選題背景
    1.2 國內(nèi)外研究狀況
        1.2.1 美國散裂中子源（SNS）
        1.2.2 歐洲散列中子源（ESS）
        1.2.3 超導(dǎo)直線加速器（SPL）
        1.2.4 PIP-II直線加速器
    1.3 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    1.4 論文主要工作
第二章 射頻超導(dǎo)腔基本理論
    2.1 超導(dǎo)特性
    2.2 腔體基礎(chǔ)知識(shí)
        2.2.1 腔體的模式
        2.2.2 加速電場(chǎng)
        2.2.3 表面峰值場(chǎng)
        2.2.4 腔體的微波損耗
        2.2.5 分路阻抗
    2.3 限制超導(dǎo)腔性能的主要因素
    2.4 多cell橢球腔簡(jiǎn)介
第三章超導(dǎo)橢球腔設(shè)計(jì)
    3.1 強(qiáng)流超導(dǎo)橢球腔的設(shè)計(jì)原則和流程
    3.2 超導(dǎo)橢球腔參數(shù)選擇
        3.2.1 cell數(shù)的選擇
        3.2.2 諧振頻率的選擇
        3.2.3 加速器梯度的選擇
    3.3 電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.4 Mutipacting模擬
    3.5 超導(dǎo)橢球腔體功率耦合
    3.6 超導(dǎo)橢球腔與多間隙Spoke的比較
第四章 高階模分析
    4.1 高階模（HOMs）的激勵(lì)
        4.1.1 單極模的激勵(lì)
        4.1.2 二極模的激勵(lì)
    4.2 HOMs與束流相互作用
        4.2.1 單極模
        4.2.2 二極模
    4.3 HOMs導(dǎo)致的功率耗散
第五章 超導(dǎo)橢球腔失諧分析
    5.1 超導(dǎo)腔氦槽設(shè)計(jì)
    5.2 超導(dǎo)腔失諧因素物理機(jī)制
        5.2.1 氦壓波動(dòng)效應(yīng)
        5.2.2 洛倫茲失諧
        5.2.3 麥克風(fēng)效應(yīng)——機(jī)械振動(dòng)
    5.3 超導(dǎo)橢球腔失諧分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        5.3.1 氦壓波動(dòng)分析與優(yōu)化
        5.3.2 洛倫茲失諧分析
        5.3.3 超導(dǎo)腔系統(tǒng)模態(tài)分析
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 進(jìn)一步的工作方向
參考文獻(xiàn)
附錄 Ansys超導(dǎo)橢球腔仿真代碼
    1 Workbench嵌入APDL代碼計(jì)算氦壓敏感度系數(shù)
    2 計(jì)算洛倫茨失諧代碼
作者簡(jiǎn)介及在期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]未來先進(jìn)核裂變能——ADS嬗變系統(tǒng)[J]. 詹文龍,徐瑚珊.  中國科學(xué)院院刊. 2012(03)



本文編號(hào)：3163358