CSR-LINACIH-RFQ的高频电磁设计

• 作者: 乔舰 原有进 夏佳文 张小虎 曲国锋 李小妮 李朋 李杰 李钟汕 杜衡 杨建成 殷学军 王科栋 申国栋 葛文文 郑文亨
• 来源期刊: 原子核物理评论
• 学科: 工学
• 关键词: 重离子射频四极场加速器 电磁场仿真 四极场不平整度 耦合器 调谐器
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 加速器
• 页码范围: 140-146
• 页数: 7页
• 分类号: TL53
• 语种: 中文
• DOI: 10.11804/NuclPhysRev.35.02.140

摘要

中国科学院近代物理研究所在CSR-LINAC项目中设计了一台108.48 MHz的IH型RFQ直线加速器.该RFQ可以将质荷比为3～7的离子从4 keV/u加速到300 keV/u.在完成束流动力学设计的基础上,主要针对RFQ腔体的高频电磁设计展开了研究,同时利用了电磁场仿真和束流动力学模拟来研究腔体的四极场不平整度和二极场及其动力学影响.未经调谐的情况下,腔体的谐振频率为108.15 MHz,腔体空载品质因子Q0为5910,腔体功耗为123 kW.通过在支撑板两端增加底切的设计,将腔体的四极场不平整度由-21%～12%优化至±2.5%,满足了束流动力学要求.腔体的二极场为-3%～-2.2%,使得束流在垂直方向小幅振荡,RFQ的垂直方向接受度减小5%.为了保证功率馈入时反射较小,将耦合器设置在临界耦合状态,耦合面积为940 mm2.为了补偿腔体的频率偏差和漂移,设计了调谐量分别为707和132 kHz的固定调谐器和可动调谐器.