2 GeV/6 MW高投资效益比、高功率连续波固定场交变梯度加速器研究进展

<正>高能(GeV量级)、高平均束流功率(数MW)的质子束在国土安全,高亮度物理前沿研究,大众健康、先进能源等国民经济领域均有十分重要的应用。目前全世界范围内已建成的高功率质子加速器分为回旋加速器、直线加速器、同步加速器3类。由于具有等时性连续波加速及可多次利用高频加速电压的特点,以PSI 590 MeV分离扇回旋为代     

用于2 GeV固定场交变梯度质子加速器的高品质因数、高分路阻抗波导型高频腔设计

在核工业、民用及基础研究领域，高能强流质子加速器有着十分广泛而重要的应用，中国原子能科学研究院提出了1台2 GeV连续波固定场交变梯度质子加速器的解决方案。在该方案中，工作在44.4 MHz的大功率高品质因数、高分路阻抗波导型高频腔研制极其重要。本文首先对工作在44.4 MHz的矩形、欧米伽形、跑道形及船形等4种形状的波导型高频腔进行了模拟计算研究，经比较发现，船形高频腔具有最高的品质因数和分路阻抗，是2 GeV连续波固定场交变梯度质子加速器的较好选择。在此基础上，为掌握船形高频腔的实际加工工艺，同时利用现有230 MeV超导回旋加速器的功率源设备开展高功率实验研究，设计了71.26 MHz的缩比例船形高频腔样机。     

用于2GeV固定场交变梯度质子加速器的高品质因数、高分路阻抗波导型高频腔设计

在核工业、民用及基础研究领域,高能强流质子加速器有着十分广泛而重要的应用,中国原子能科学研究院提出了1台2 GeV连续波固定场交变梯度质子加速器的解决方案。在该方案中,工作在44.4 MHz的大功率高品质因数、高分路阻抗波导型高频腔研制极其重要。本文首先对工作在44.4 MHz的矩形、欧米伽形、跑道形及船形等4种形状的波导型高频腔进行了模拟计算研究,经比较发现,船形高频腔具有最高的品质因数和分路阻抗,是2 GeV连续波固定场交变梯度质子加速器的较好选择。在此基础上,为掌握船形高频腔的实际加工工艺,同时利用现有230 MeV超导回旋加速器的功率源设备开展高功率实验研究,设计了71.26 MHz的缩比例船形高频腔样机。     

多目标进化算法在等时性固定场交变梯度加速器物理设计中的应用研究

<正>由于等时性固定场交变梯度加速器具有连续束、强聚焦等优点,逐渐成为研究热点。等时性固定场交变梯度加速器的物理设计问题可归结为具有多个设计目标、可调节变量与条件限制的最优化问题。多目标进化算法的发展为复杂的最优化问题提供了解决方案。为寻找等时性固定场交变梯度加速器最优化的物理设计,将多目标进化算法应用于优化工作中,提高了等时性     

300MeV/A H_2~+可变能量超导回旋加速器束流引出物理设计研究

针对单粒子效应测试对质子束能量的要求,中国原子能科学研究院设计了一台300 MeV/A H_2~+超导回旋加速器,该加速器使用超导线圈实现主磁铁小型化,剥离引出H_2~+离子获得可变能量的质子束。通过调节剥离点位置和分析剥离后质子的轨迹与束流包络,对该加速器引出过程的束流动力学进行了研究,完成了引出过程的物理设计。结果表明,此台加速器可在205~240 MeV、265~300 MeV内连续变能量引出质子,在更低能量范围内有单能量点引出质子的能力。