BEPCⅡ未来预注入器的优化研究

BEPCⅡ未来的预注入器由热阴极电子枪、两个次谐波聚束器(SHB)、行波预聚束器以及行波聚束器组成.除电子枪以外,各个部分都位于螺线管磁场中.使用PARMELA和EGUN程序模拟和优化了预注入器的束流动力学.对SHB的聚束电压和漂移距离、预聚束器与聚束器的相位和加速梯度、螺线管磁场的形状等都进行了细致的研究和优化,并讨论了聚束器出口10ps束长内电荷量的极限值.     

HIRFL中的束流纵向运动

 对兰州重离子加速器的两台等时性回旋加速器中的束流纵向运动作了简单分析,主要介绍两条束运线上的几台聚束器的物理设计。超低能束运线SFC轴向注入线上的两台聚束器采用了线性聚束器,并提出了用半频聚束来提高两台回旋加速器的纵向匹配效率的新方法。低能束运线(BL1)上的聚束器采用多工作模式以解决加速粒子和能量范围宽的问题。     

ECR-SFC轴向注入系统聚束器效率的研究

为了减少目前SFC轴向注入系统中聚束器杂散电场对束流轴向注入效率的影响, 提高新系统中SFC的束流俘获效率, 参考原始设计, 对目前聚束器的电极结构进行了设计改进. 两种情况下的聚束器杂散场对注入效率影响的计算表明, 改进后0B02的聚束效率较目前有较大提高. 同时计算了束流空间电荷效应对聚束效率的影响, 据此对新SFC轴向注入系统中聚束器的位置进行了重新调整.     

Hybrid聚束器的场分布测量与调配

Hybrid聚束器是一种同时包含驻波和行波电磁场的新型聚束器。为对其电场分布进行测量,针对此种复杂电场分布的特点,基于非谐振微扰原理,研制了一套能够灵活简便操作、具有较高精度的场分布测量平台,并使用该平台对Hybrid聚束器进行了场分布测量和调配。最终,经过多次测量与调配,Hybrid聚束器的实际冷测微波性能与模拟计算结果符合较好,轴向电场幅值平坦度显著提高,各加速单元间的腔间相移明显改善,使其满足设计要求。     

单聚束器系统的参数和电公差分析

本文分析了单聚束器系统的参数关系,计算了预注入器和聚束器的电公差,并讨论了这些公差对直线加速器束流能谱的影响。     

BEPCII次谐波聚束系统物理公差要求的研究

 为了进一步提高束流品质并逐步采用双束加速技术, BEPCII直线加速器准备采用带有两个次谐波聚束器的双次谐波聚束系统。目前, 该次谐波聚束系统的物理设计和优化已经基本完成。由于新设计的双次谐波聚束系统很不同于BEPCII现有的聚束系统, 因此, 就要求对聚束系统中存在的各种抖动(jitter)效应重新进行研究。 使用多粒子模拟计算程序PARMELA对电子枪的高压抖动和定时抖动、次谐波聚束器的相位抖动以及功率抖动、聚束器中加速电场相位以及A0加速管(俘获加速节)中加速电场相位的抖动等效应进行了研究, 并最终确定了聚束系统中各部件的物理公差要求。     

高电压锯齿波聚束器的设计研制

近些年来,使用锯齿波直接形成的方法建造非谐振型聚束器在国内及国际均得到了广泛的应用。由于电子技术及机械加工工艺的飞速发展和更高功率电子管的出现,可以设计出更高指标的聚束器,进而可以有效提高束线的匹配效率及运行稳定度。对兰州重离子加速器源束线新的高电压锯齿波聚束器的研制进行了详细阐述,由于该聚束器具有目前国际同类型设备中最高的电压、频率以及相对苛刻的现场条件限制,故还对设计中所涉及的工程实施方案进行了有效补充和完善。     

RFQ冷却聚束器

简要介绍了RFQ冷却聚束器的基本原理, 并对设计中的RFQ冷却聚束器的特点和利用SIMION程序进行模拟的初步结果进行了讨论.The principle of RFQ (Radiofrequency Quadrupole) cooler and buncher is briefly introduced. The characteristics of the being designed RFQ cooler and buncher and the preliminary results simulated by using the SIMION code are discussed.     

HIRFL新B1聚束器耦合环的设计与计算

 通过将聚束器腔体等效为RLC并联回路,求得了功率馈入耦合环与腔体的互感及自感的公式,根据对腔体的计算结果求出了在聚束器的工作频段内达到阻抗匹配所要求的互感变化范围,并在该互感变化范围设计了可移动的耦合电感环,计算了它的自感及整个腔体的剩余电感。     

用于放射性束流的RFQ冷却聚束器

简要概述RFQ冷却聚束器的基本原理, 并给出了利用SIMION程序模拟的部分结果. 设计中的RFQ冷却聚束器与国际上其它同类设备相比, 具有特征半径大、入射粒子的允许能量上限值高和氦气气压高的特点, 因此本文最后对需要克服的困难作了一个简要的阐述.     

HIRFL新B1聚束器冷却系统设计

在利用 MAFIA程序计算得到的新 B1聚束器腔体表面电流分布的基础上 ,提出了新 B1聚束器的冷却方案 ,并计算了水流及水管表面的电流分布 ,得到了冷却所需要的流量。最后估计了由于工作温度的升高所引起的并联阻抗的减小及频率的漂移。     

上海光源150MeV电子直线加速器的设计与调试

上海光源150MeV直线加速器由热阴极电子枪, 次谐波聚束器和聚束器, 四根S波段等梯度行波加速管及必要的磁铁等组成. 外围还有由从微波到直流的电源和功率源, 性能监测和联锁控制的硬件和软件等. 概述了150MeV直线加速器的设计, 安装, 调试和达到的结果.     

上海光源150MeV电子直线加速器的设计与调试

上海光源150MeV直线加速器由热阴极电子枪,次谐波聚束器和聚束器,四根S波段等梯度行波加速管及必要的磁铁等组成.外围还有由从微波到直流的电源和功率源,性能监测和联锁控制的硬件和软件等.概述了150MeV直线加速器的设计,安装,调试和达到的结果.     

S波段HYBRID聚束-加速结构的样机研制

Hybrid聚束-加速结构是把驻波预聚束器、行波聚束器和标准加速管集成到一起的新型RF结构。简述了对S波段Hybrid聚束-加速结构样机的束流动力学优化和微波设计结果,解释了Hybrid结构导致发射度增长的原因,对此样机进行了射频低功率测试。样机的冷测结果与RF设计结果一致性很好。在冷测频率2 855.21 MHz处,实测S₁₁小于?45 dB,腔间相移偏差小于±2°,VSWR≤1.2对应的带宽大于5 MHz,轴向场分布完全满足动力学要求。     

HIRFL 新B1聚束器的腔体设计

 根据HIRFL加速器的束流纵向匹配要求及实际情况,给出了新B1聚束器腔体的具体设计方案。采用短路片和两个移动电容板双调谐方式以满足该聚束器的宽工作频率范围要求。利用MAFIA程序对腔体的频率范围、品质因素Q值、损耗功率、微调电容及表面电流分布进行了计算,并就计算中可能引起的误差及方案的可行性进行了讨论。     

设计低能强束流输运系统的一种计算方法

本文阐述了一种计算强束流输运系统的逐步近似方法,提出了计算任意多个聚束器系统的普遍公式。     

RFQ冷却聚束器的离子引出系统

论述了RFQ冷却聚束器的两种离子引出系统——静电引出和小型RFQ方法的模拟结果，并通过流体力学方法计算了设计中的静电引出系统的氦气流量和系统可能获得的真空度. 研究结果表明：在较低氦气气压时，应该选用小型RFQ引出方法，以获得更好的束流品质，而在较高氦气气压时，只能选用静电引出方法. 另外，由于设计中的RFQ冷却聚束器经常工作于高氦气气压条件下，因此高纯度氦气的回收和再利用是必需的.     

强流射频电子直线加速器中的分频预聚束器的研制

本文介绍了中国原子能科学研究院FEL工程中的分频预聚束器的物理设计、加工、特性参数测量情况。研制结果表明,理论设计与参数测量的结果基本符合。     

SFC轴向注入系统和中心区的研究和设计

介绍了在HIRFL注入器SFC上进行的中心区、聚束器系统和轴向注入束运线的设计、加工和调试结果.中心区的设计采用了两种注入半径及相应的两套螺旋式静电偏转镜,解决了高频电压在某些工作区域偏低及三次谐波加速时轴向注入线上空间电荷效应较为严重的问题.新的锯齿波聚束器系统不仅可以提高聚束效率,而且还提出了采用半频聚束模式以提高SFC与主加速器SSC?的纵向匹配效率.新设计的轴向注入束运线配备了两台在线ECR离子源,提高了电荷态分辨能力和注入相空间匹配能力,在提高注入效率的同时还改善了离子源及束运线的工作环境和调束手段.     

HIRFL新B1聚束器频率微调系统的设计及稳定性分析

 频率自动调谐系统是聚束器的重要组成部分之一。频率调谐系统成功的研制和投入使用达到了使谐振腔体的固有谐振频率在22～54 MHz的范围内自动稳定在输入信号频率上的目的,频率自动微调系统达到了±5×10^-6的频率稳定度,解决了由于腔体失谐所造成的高频电压滑落的问题,由此在腔体的加速缝隙间得到稳定的高频电压,保证了聚束器系统的高质量可靠运行。