發(fā)布時間：2021-10-15 01:21

　　本論文研究的緊湊型強流質(zhì)子直線注入器為北京大學(xué)自主研究項目，其設(shè)計目標(biāo)是將100mA的質(zhì)子束在3m的長度內(nèi)加速到4MeV，傳輸效率大于85%。注入器由RFQ加速器、 DTL加速器和兩者之間的匹配部分組成。為了滿足長度要求，RFQ加速器與DTL加速器之間的匹配由DTL加速器的前兩個單元和一組doublet完成。注入器的工作頻率為200MHz，總長為276cm，入口能量45keV；RFQ部分長150cm，加速束流到0.618MeV,傳輸效率97.8%；DTL部分長126cm，加速束流到最終能量4.15MeV,傳輸效率為93%；總效率為90.9%。論文詳述了RFQ加速器與DTL加速器組成的強流質(zhì)子直線注入器的動力學(xué)設(shè)計過程和最終優(yōu)化方案。RFQ的動力學(xué)設(shè)計使用parmteq軟件完成，設(shè)計分兩步走。首先，用LANL “四段論”動力學(xué)方法得到一個傳輸效率為92.8%的初步動力學(xué)設(shè)計方案。對束流傳輸、發(fā)射度增長和損失進行分析后認(rèn)為，其歸一化均方根發(fā)射度增長和束流損失的主要原因是束流失配、縱向不穩(wěn)定和局部參數(shù)突變。論文針對上述原因，給出了優(yōu)化策略：1)根據(jù)空間電荷力的變化來優(yōu)化調(diào)節(jié)聚焦強度B，克服束... 

【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)】：106 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 論文研究意義
    1.2 直線注入器簡介
    1.3 論文主要內(nèi)容
第二章 直線注入器基本原理
    2.1 RFQ 加速器
        2.1.1 RFQ 基本原理
        2.1.2 RFQ 電磁場分布
        2.1.3 縱向動力學(xué)
        2.1.4 橫向動力學(xué)
        2.1.5 束流動力學(xué)設(shè)計程序
    2.2 H 型 DTL 加速器
        2.2.1 單間隙加速
        2.2.2 縱向運動學(xué)
        2.2.3 橫向運動學(xué)
        2.2.4 束流動力學(xué)設(shè)計程序
第三章 質(zhì)子 RFQ 加速器束流動力學(xué)設(shè)計
    3.1 強流 RFQ 加速器參數(shù)選擇
    3.2 束流動力學(xué)設(shè)計以及優(yōu)化
        3.2.1 RFQ 加速器的設(shè)計方法
        3.2.2 束流動力學(xué)初步設(shè)計
        3.2.3 初步設(shè)計的束損分析
        3.2.4 強流 RFQ 束流動力學(xué)優(yōu)化設(shè)計以及與初步設(shè)計比較分析
    3.3 小結(jié)
第四章 質(zhì)子 RFQ 與 DTL 匹配動力學(xué)設(shè)計
    4.1 程序 LORASR 對匹配部分動力學(xué)設(shè)計
    4.2 程序 TRACEWIN 對匹配部分進行模擬傳輸對比
    4.3 小結(jié)
第五章 質(zhì)子 DTL 動力學(xué)設(shè)計
    5.1 KONUS 束流動力學(xué)原理
    5.2 LORAS 程序完成 DTL 的 KONUS 動力學(xué)設(shè)計方案
        5.2.1 周期相移
        5.2.2 間隙能散和相位
        5.2.3 橫、縱向包絡(luò)（99%）
        5.2.4 歸一化均方根發(fā)射度增長
        5.2.5 加速梯度
        5.2.6 四極鐵梯度
    5.3 程序 TRACEWIN 中的 DTL 的模擬傳輸
    5.4 小結(jié)
第六章 鈾束流 IH-DTL 的 KONUS 束流動力學(xué)
    6.1 項目背景
    6.2 LORAS 程序的 KONUS 動力學(xué)模擬結(jié)果
        6.2.1 入口束流 twiss 參數(shù)和相橢圓
        6.2.2 周期結(jié)構(gòu)相移
        6.2.3 間隙能散和相位
        6.2.4 橫、縱向包絡(luò)（100%）
        6.2.5 歸一化發(fā)射度增長
        6.2.6 流強冗余度分析
        6.2.7 加速梯度
        6.2.8 四極鐵強度
    6.3 小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻
附錄一 質(zhì)子 RFQ 輸入文件
附錄二 鈾束流 DTL 輸入文件
附錄三 LORAS 對匹配部分設(shè)計、質(zhì)子 DTL 設(shè)計輸入文件
附錄四 TRACEWIN 對匹配部分設(shè)計輸入文件
附錄五 TRACEWIN 對質(zhì)子 DTL 設(shè)計輸入文件
作者簡介及在學(xué)期間的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3437176