回旋加速器是中國原子能科學(xué)研究院(CIAE)自建院初期就開始重點發(fā)展的技術(shù),70年來,為CIAE多學(xué)科、多應(yīng)用領(lǐng)域取得輝煌業(yè)績,做出了歷史性的貢獻。本文重點介紹CIAE已掌握、并在國際上有一定影響力的緊湊型強流加速器技術(shù)和束流動力學(xué)并行計算技術(shù)等兩項關(guān)鍵技術(shù),以及高溫超導(dǎo)和高Q值諧振腔等兩項目前正在攻關(guān)、決戰(zhàn)"十四五"的前瞻性技術(shù);總結(jié)CIAE目前回旋加速器的型譜化產(chǎn)品;詳述回旋加速器在國家安全、健康中國、科學(xué)前沿等領(lǐng)域的重大應(yīng)用及前景。

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【部分圖文】：

圖1 30 MeV(a)和100 MeV(b)強流回旋加速器

1988年至2018年,CIAE回旋加速器發(fā)展重點是緊湊型、高流強,圍繞這樣的發(fā)展目標,結(jié)合30MeV[2]和100MeV[3]兩臺強流回旋加速器的研制,研究掌握了多束團強流束流動力學(xué)大規(guī)模并行計算算法[4]、緊湊型回旋加速器總體設(shè)計技術(shù)[5],以及緊湊結(jié)構(gòu)主磁鐵磁工藝[6]....

圖2 軸向聚焦力達到平均流強1 mA以上質(zhì)子束的加速要求

美國勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL)Ryne[13]指出:國際束流動力學(xué)并行計算新出現(xiàn)了兩個重要的“首次”,即2005年使用Synergia程序首次實現(xiàn)了直線加速器向儲存環(huán)多束團注入的并行模擬和目前使用OPAL-CYCL程序首次實現(xiàn)了回旋加速器多束團束流動力學(xué)并行模擬。該軟件除....

圖3 1/4比例高溫超導(dǎo)磁體

為了將現(xiàn)有高功率質(zhì)子加速器從數(shù)百米的尺寸控制到數(shù)十米內(nèi),并具備束流動力學(xué)工作路徑大范圍調(diào)節(jié)能力,需提高磁場強度并調(diào)變磁場沿徑向的梯度。以2GeVCWFFAG加速器的設(shè)計為例,引出半徑的DF磁場分別約為2.4T和2.7T,需采用超導(dǎo)磁體為束流提供導(dǎo)引、聚焦磁場。另一方面,....

圖4 大功率電子加速器的基本原理與結(jié)構(gòu)

為掌握船形高頻腔的研制工藝、高功率CW運行方法,實現(xiàn)2GeVCWFFAG加速器關(guān)鍵技術(shù)預(yù)研目標,正在研制頻率為177.6MHz的1∶4船形縮比例試驗腔。在此基礎(chǔ)上,通過補充研制部分關(guān)鍵設(shè)備,有望集成一臺束流功率達到百千瓦的電子加速器實驗樣機,開展束流調(diào)試實驗研究,實現(xiàn)長時....

本文編號：4029034