交叉指型磁模漂移管重离子直线加速器设计.pdfVIP免费

交叉指型磁模漂移管重离子直线加速器设计马鹏飞1,2,3,4,岳灿彬2,3,4,王百川1,周浩2,3,4,杜畅通2,3,4,郑曙昕2,3,4,邢庆子2,3,4†,关遐令2,3,4,王学武2,3,4,王忠明1(1.强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室,西安710024;2.粒子技术与辐射成像教育部重点实验室;3.清华大学先进辐射源及应用实验室;4.清华大学工程物理系:北京100084)摘要:西安200MeV质子应用装置(XiPAF)的质子同步环改造为质子重离子同步环的需求,采用将电磁四极磁铁安装在漂移管内部的设计方案,完成了1台2MeV/u的交叉指型磁模漂移管直线加速器(interdigitalH-modedrifttubelinearaccelerator,IH-DTL)的物理设计和机械设计。建立了使用腔内聚焦散焦周期结构进行横向强聚焦,常规负相位用于纵向聚束的1套动力学设计方法,实现对多种离子的加速,并能在获得较高束流传输效率的同时保持较低的束流发射度增长。DTL动力学计算结果表明:该IH-DTL可将峰值电流强度为50eμA的Bi32+离子从0.4MeV/u加速到2MeV/u,传输效率为99%,横向归一化均方根发射度增长小于10%,可用于加速荷质比在1/2~1/6.5范围内的重离子。关键词:漂移管直线加速器;交叉指型磁模;电磁四极磁铁;动力学设计;束流传输效率;发射度增长中图分类号:TL56;O572文献标志码:ADOI:10.12061/j.issn.20956223.2024.010406DesignofHeavy-IonLinearAcceleratorUsinganInterdigitalH-ModeDriftTubeMAPengfei1234YUECanbin234WANGBaichuan1ZHOUHao234DUChangtong234ZHENGShuxin234XINGQingzi234GUANXialing234WANGXuewu234WANGZhongming11NationalKeyLaboratoryofIntensePulsedRadiationSimulationandEffectXi􀆶an710024China2KeyLaboratoryofParticle&RadiationImagingMinistryofEducation3LaboratoryforAdvancedRadiationSourcesandApplicationTsinghuaUniversity收稿日期:20230317;修回日期:20230510基金项目:强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室基金资助项目(SKLIPR2001);国家自然科学基金资助项目(11975138)†通信作者:邢庆子(1976-),男,河南息县人,副教授,博士,主要从事质子重离子直线加速器物理及工程研究。E-mail:xqz@tsinghua.edu.cn4DepartmentofEngineeringPhysicsTsinghuaUniversityBeijing100084ChinaAbstractTomeettheneedsofupgradingtheprotonsynchrotronintoaprotonandheavy-ionsynchrotroninXi􀆶an200MeVProtonApplicationFacilityXiPAFphysicalandmechanicaldesignofa2MeVuinterdigitalH-modedrifttubelinearacceleratorIH...