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IH型漂移管直线加速器的束流动力学研究

乔舰 , 殷学军 , 原有进 , 杨建成 , 冒立军 , 殷达钰 , 张小虎 , 杜衡 , 李小妮 , 李钟汕 , 吴波 , 赵贺 , 汤梅堂 , 秦元帅 , 石健 , 盛丽娜 , 柴伟平 , 申国栋 , 阮爽 , 王耿 , 刘杰 , 秦志明 , 王科栋 , 董自强 , 蔡付成 , 陈孝强 , 孔启宇

原子核物理评论 doi:10.11804/NuclPhysRev.34.02.170

为了提高兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)的运行效率、改善加速器输出束流品质,并实现几个加速装置分时供束,提高整个重离子加速装置的利用率,特为(HIRFL-CSR)增建一台新的注入器——CSR-LINAC.在108.48 MHz的RFQ之后的CSR-LINAC主加速段,主要由一台108.48 MHz和两台216.96 MHz的IH型漂移管直线加速器组成,用于加速荷质比为1/8.5~1/3之间的重离子,其最大的束流流强为3 mA,并将粒子从0.3 MeV/u加速到3.71 MeV/u.运用KONUS动力学原理,在满足设计指标的情况下,首先利用TraceWin程序进行中能束线MEBT设计,后针对高频腔体设计和束流匹配的基本参数的系列讨论,特别是对CSR-LINAC的中能束流匹配线、参数选择和IH型KONUS结构的漂移管直线加速器进行设计模拟优化.最终得出,在保证腔体设计指标和95.3%的传输效率的情况下,该紧凑型直线加速结构经过三个腔体的加速后,束流的纵向归一化均方根发射度增长仅有25%;同时发现,当流强达到3 mA时,存在空间电荷效应,导致其纵向相宽增长约25%,最大横向包络也存在16.5%的涨落.

关键词: 直线注入器 , 动力学设计 , IH型DTL , KONUS , 中能束线

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