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High-frequency structure design and RF stability analysis of a 4-vane radio frequency quadrupole with pi-mode stabilizer loops

引用

Nuclear Science and Techniques 2022年第3期33卷 113-125页

作者： Xiao-Wen Zhu Claude Marchand Olivier Piquet Michel Desmons IRFU CEAUniversite´Paris-Saclay91191 Gif-sur-YvetteFrance

Compact accelerator-based neutron source facilities are garnering attention and play an important and expanding role in material and engineering sciences,as well as in neutron science education and training.Neutrons are produced by bombarding a low-energy proton beam onto a beryllium or lithium target.In such an acceleratorbased neutron source,a radio frequency quadrupole(RFQ)is usually utilized to accelerate a high-intensity proton beam to a few MeV.This study mainly covers the highfrequency structure design optimizations of a 4-vane RFQ with pi-mode stabilizer loops(PISLs)and its RF stability analysis.A 176 MHz RFQ accelerator is designed to operate at a 10%duty factor and could accelerate an80 mA proton beam from 65 keV to 2.5 MeV within a length of 5.3 m.The adoption of PISLs ensures high RF stability,eases the operation of the accelerator,and implies less stringent alignment and machining tolerances.

关键词： Accelerator-based neutron source 4-vane RFQ accelerator Pi-mode stabilizer loops perturbative analysis Electromagnetic design Multipacting simulation

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