循环质子直线加速器关键束流动力学问题研究
发布时间：2020-12-04 13:56
美国费米国家实验室的Project-X项目是世界领先的兆瓦级连续波高能质子加速器装置,是美国高能物理发展规划图的一部分。它采用先进的射频超导技术,其直线加速器的设计能量为8 GeV,致力于开展需要强流质子束流支持的精准的?介子和?介子、材料科学、中微子振荡、核能应用的相关实验研究以及发展射频超导技术。为了满足Project-X装置实验研究区域对束流的要求,该装置采用连续波直线加速器方案,虽然直线加速器的结构简单,但束团仅单次通过直线加速器中的腔体,使得直线加速器中腔体的利用率很低。为了提高直线加速器中腔体的利用率,美国劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）的Ji Qiang研究员提出了连续波循环质子直线加速器的概念。目前,该循环质子直线加速器的第一部分两圈循环质子直线加速器已完成动力学结构设计。但由于该装置是一种新型的循环的直线加速器,存在一些物理问题有待解决,如两束团穿越过程的空间电荷效应对束流品质的影响、两圈循环质子直线加速器的鲁棒性分析以及误差对不同能量束团影响的校正和四圈循环质子直线加速器的等时性条件等。本论文基于直线加速器理论和两圈循环质子直线加速器的结构设计,利用IMPACT软...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
GeV束流引出装置概念设计布局图
在第二阶段的出口，能量为 3 GeV 的束流进入运行在脉冲模式（占空比 4.3%）下的直线加速器最终被加速到 8 GeV。Project-X 装置的主要运行参数见表 1. 2[1]，其超导段腔体的主要参数见表 1. 3[5]。图 1. 2 1 GeV 束流引出装置概念设计布局图[3]
图 1. 4 SNS 装置直线加速器布局图[11]J-PARC 装置[14-18]是日本原子能研究机构（JAERI）和日本高能加速器研究机构（KEK）共同建造的强流质子加速器装置，致力于开展材料科学、生物科学核物理和粒子物理以及洁净核能的相关研究。它由 400 MeV 的直线加速器、GeV 的快循环同步加速器（Rapid-cycling Synchrotron，简称 RCS）、50 GeV 的同步加速器（Main Ring，简称 MR）和相关的束流传输线组成，其装置的布局图如图 1. 5 所示[14]。该装置的直线加速器（布局图见图 1. 6[16]）由H 离子源、RFQDTL、分离型漂移节加速器（Separate-type Drift Tube Linac，简称 SDTL）和环耦合结构直线加速器（Annular-Coupled Structure linac，简称 ACS）共同组成。J-PARC 装置于 2001 年 4 月开始建造，并于 2007 年 3 月竣工。在此期间，科学家们提出了 J-PARC 装置的二期工程计划，即将 ACS 引出的能量为 400 MeV 的束流进行分束。一部分束流仍注入到 RCS 加速器中，另一部分束流将注入到新
【参考文献】：
期刊论文
[1]粒子群优化算法综述[J]. 杨维,李歧强. 中国工程科学. 2004(05)
[2]微粒群算法综述[J]. 谢晓锋,张文俊,杨之廉. 控制与决策. 2003(02)
博士论文
[1]APF IH-DTL注入器的研究与设计[D]. 姜培勇.中国科学院研究生院（近代物理研究所） 2015
[2]基于粒子群优化算法的电子储存环磁聚焦结构设计与优化[D]. 白正贺.中国科学技术大学 2013
本文编号：2897724
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
GeV束流引出装置概念设计布局图
在第二阶段的出口，能量为 3 GeV 的束流进入运行在脉冲模式（占空比 4.3%）下的直线加速器最终被加速到 8 GeV。Project-X 装置的主要运行参数见表 1. 2[1]，其超导段腔体的主要参数见表 1. 3[5]。图 1. 2 1 GeV 束流引出装置概念设计布局图[3]
图 1. 4 SNS 装置直线加速器布局图[11]J-PARC 装置[14-18]是日本原子能研究机构（JAERI）和日本高能加速器研究机构（KEK）共同建造的强流质子加速器装置，致力于开展材料科学、生物科学核物理和粒子物理以及洁净核能的相关研究。它由 400 MeV 的直线加速器、GeV 的快循环同步加速器（Rapid-cycling Synchrotron，简称 RCS）、50 GeV 的同步加速器（Main Ring，简称 MR）和相关的束流传输线组成，其装置的布局图如图 1. 5 所示[14]。该装置的直线加速器（布局图见图 1. 6[16]）由H 离子源、RFQDTL、分离型漂移节加速器（Separate-type Drift Tube Linac，简称 SDTL）和环耦合结构直线加速器（Annular-Coupled Structure linac，简称 ACS）共同组成。J-PARC 装置于 2001 年 4 月开始建造，并于 2007 年 3 月竣工。在此期间，科学家们提出了 J-PARC 装置的二期工程计划，即将 ACS 引出的能量为 400 MeV 的束流进行分束。一部分束流仍注入到 RCS 加速器中，另一部分束流将注入到新
【参考文献】：
期刊论文
[1]粒子群优化算法综述[J]. 杨维,李歧强. 中国工程科学. 2004(05)
[2]微粒群算法综述[J]. 谢晓锋,张文俊,杨之廉. 控制与决策. 2003(02)
博士论文
[1]APF IH-DTL注入器的研究与设计[D]. 姜培勇.中国科学院研究生院（近代物理研究所） 2015
[2]基于粒子群优化算法的电子储存环磁聚焦结构设计与优化[D]. 白正贺.中国科学技术大学 2013
本文编号：2897724
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/2897724.html
