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强激光与粒子束 2013年第1期25卷 104-108页

作者：张天爵姚红娟李振国管锋平温立鹏解怀东安世忠杨建俊中国原子能科学研究院串列加速器升级工程部北京102413

介绍了紧凑型回旋加速器CYCIAE-100的特点及设计过程中重点考虑的一些物理问题,如紧凑型直边扇磁铁结构的轴向聚焦、异性高频谐振腔的设计、空间电荷效应等。研究了该加速器的调束技术,包括调束方案、诊断设备布局及径向靶测量的束流信... 详细信息

介绍了紧凑型回旋加速器CYCIAE-100的特点及设计过程中重点考虑的一些物理问题,如紧凑型直边扇磁铁结构的轴向聚焦、异性高频谐振腔的设计、空间电荷效应等。研究了该加速器的调束技术,包括调束方案、诊断设备布局及径向靶测量的束流信息、物理图像。CYCIAE-100的主磁铁设计中,为降低磁铁和高频腔的加工难度而采用直边扇形磁极,为解决直边扇形磁极在大半径处的轴向聚焦力下降的问题,采用变气隙技术,从而有效提高轴向聚焦力。采用自行开发的基于PIC技术的宏离子模拟程序OPAL-CYCL进行了空间电荷效应的研究,结果表明,CYCIAE-100的极限流强为10mA。

关键词：束流动力学束流诊断空间电荷效应径向探针紧凑型回旋加速器

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紧凑型回旋加速器中一种等时性磁场垫补算法

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原子能科学技术 2009年第4期43卷 360-363页

作者：王川杨建俊钟俊晴张天爵中国原子能科学研究院串列升级工程技术部北京102413

结合中国原子能科学研究院100 MeV回旋加速器中心区实验台架主磁铁镶条的垫补,发展了一种改进的多元线性回归磁场垫补算法。基于磁场测量系统实测的实验台架中心平面上的磁场分布以及有限元软件模拟数值计算的磁场,实现了这种改进的多... 详细信息

结合中国原子能科学研究院100 MeV回旋加速器中心区实验台架主磁铁镶条的垫补,发展了一种改进的多元线性回归磁场垫补算法。基于磁场测量系统实测的实验台架中心平面上的磁场分布以及有限元软件模拟数值计算的磁场,实现了这种改进的多元线性回归磁场垫补算法。该算法可适用于紧凑型回旋加速器中等时性磁场的垫补,以使所垫补的磁场满足回旋加速器束流动力学设计的要求。

关键词：紧凑型回旋加速器镶条垫补多元线性回归模型

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紧凑型回旋加速器主磁铁设计

紧凑型回旋加速器主磁铁设计

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作者：高国强华中科技大学

学位级别：硕士

紧凑型回旋加速器由于具有体积小、经济的特点,不仅是核物理、原子物理和固态物理等基础研究的重要工具,而且在同位素生产、PET诊断、质子治疗和工业辐照等应用领域获得了广泛的使用。主磁铁是紧凑型回旋加速器中两个最重要的部件之一... 详细信息

紧凑型回旋加速器由于具有体积小、经济的特点,不仅是核物理、原子物理和固态物理等基础研究的重要工具,而且在同位素生产、PET诊断、质子治疗和工业辐照等应用领域获得了广泛的使用。主磁铁是紧凑型回旋加速器中两个最重要的部件之一,由它产生的磁场必须满足粒子加速的等时性和横向聚焦。另外,主磁铁必须与回旋加速器的其他子系统相互配合,实现回旋加速器整机性能的优化。本文以紧凑型回旋加速器虚拟样机主磁铁的设计主线,介绍了回旋加速器主磁铁的初步设计,基于ANSYS的回旋加速器主磁铁磁场数值计算方法,以及回旋加速器主磁铁的优化设计。本文通过对中国原子能科学研究院串列升级工程主体100MeV紧凑型强流质子回旋加速器(CYCIAE100)主磁铁的三维磁场计算和束流动力学分析,验证了主磁铁设计的合理性;以CYCIAE100中心区试验台架10MeV紧凑型回旋加速器的主磁铁为原型,通过镶条的垫补得到了等时场。

关键词：紧凑型回旋加速器磁铁设计 ANSYS

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回旋加速器高频系统的研究与设计

回旋加速器高频系统的研究与设计

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作者：于春梅华中科技大学

学位级别：硕士

本文是在虚拟样机平台下的回旋加速器高频系统的研究与设计。回旋加速器一般工作于VHF频段,波长从几米到几百米,其腔体结构一般为四分之一波长线或二分之一波长线结构,腔体尺寸较大,在某一方向达几米到几十米。由于加速腔一般工作于高... 详细信息

本文是在虚拟样机平台下的回旋加速器高频系统的研究与设计。回旋加速器一般工作于VHF频段,波长从几米到几百米,其腔体结构一般为四分之一波长线或二分之一波长线结构,腔体尺寸较大,在某一方向达几米到几十米。由于加速腔一般工作于高真空环境下,庞大的腔体体积一方面增加了抽真空的难度,另一方面也增加了对空间位置的要求。所以设法减小高频腔的体积,无论是从经济方面,还是从工程设计本身来说,都是十分有意义的。本着缩小回旋加速器中谐振腔的体积的目的,本文研究了MINItrace回旋加速器的高频系统,重点分析了高频谐振腔的结构,研究了其中的阶跃阻抗结构和微扰结构的作用。介绍了MINItrace的高频系统,分析了一些特殊结构,如高频扼流圈、中心区的切槽、微调电容片等的作用。高频扼流圈是一段未闭合的铜,和其终端等效的边缘电容形成一个低通滤波器,可以有效地滤除馈入信号中的高频成分。中心区的切槽,可看作开路端的加载电容,利于缩小谐振器尺寸,更重要的是在加速器工作的时候,在切槽处可以形成高压,可以给低能粒子高梯度的电压加速,减小空间电荷效应的影响。基于已有的一台CYCIAE 100MeV木模谐振腔和其实验数据,用APDL语言在ANSYS平台上进行二次开发,对谐振腔进行有限元计算,得到不同网格剖分精度的计算结果,并将计算结果与实验测量结果进行比较,结果相当吻合,误差小于1%,在工程允许的范围之内,验证了虚拟样机平台上对回旋加速器高频腔仿真的预测能力和准确性。同时总结了利用ANSYS进行有限元计算时要注意的问题,为后面的计算打下了基础。从基本的传输线理论出发,推导出阶跃阻抗谐振器在谐振频率一定的时候谐振器取得最小的电学长度的条件,并分析了SIR的杂散频率特性。用虚拟样机计算了SIR的阻抗比变化对谐振频率的影响,仿真了谐振腔的杂散频率,并结合实验数据,说明了二阶SIR的理论有一定的工程指导意义。推导出高频腔中的微扰结构在不同地方时对谐振频率的影响趋势。并结合其在加速器中的应用实例和虚拟样机计算结果,验证了微扰结论的正确性。

关键词：紧凑型回旋加速器阶跃阻抗谐振器微扰结构阻抗比虚拟样机 APDL

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我们要让重离子装置造福全人类

我们要让重离子装置造福全人类

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甘肃科技报

作者：武文宣

他是重离子加速器物理及技术专家，在学习与科研路上向人们一步一步证明了他对于物理领域的坚守与热爱。他就是中国科学院院士、中国科学院近代物理研究所研究员赵红卫。求学：冥冥之中的缘分1966年1月，赵红卫出生于甘肃省宁县。1984... 详细信息

他是重离子加速器物理及技术专家，在学习与科研路上向人们一步一步证明了他对于物理领域的坚守与热爱。他就是中国科学院院士、中国科学院近代物理研究所研究员赵红卫。求学：冥冥之中的缘分1966年1月，赵红卫出生于甘肃省宁县。1984年的夏天，高中时期的赵红卫成绩十分优......

关键词：重离子紧凑型回旋加速器超导直线加速器中国科学院近代物理研究所高电荷态重离子加速器离子源

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