麦克风效应对CiADS超导腔稳定性影响的仿真分析

发布时间：2021-09-29 17:46

　　加速器驱动嬗变研究装置（CiADS）对质子超导直线加速器提出了高稳定性要求,在工程设计阶段需对直线加速器的各种不稳定因素,特别是对超导腔的麦克风效应的影响进行评估。基于谐振系统的冲击响应模型,发展了一种离散化的电压迭代求解方法,并利用该方法构建了高频系统仿真程序,用于分析麦克风效应作用下超导腔的时变状态。通过仿真,研究了麦克风效应对腔体幅相稳定性的影响及与超导腔的谐振频率、Q值和带宽等参数的关系。结果表明,麦克风效应主要影响超导腔的相位稳定,其影响程度取决于麦克风振荡频率与腔的谐振频率、频率偏移量与腔体半带宽的比值。给出了满足CiADS直线加速器超导腔幅相稳定性指标（0.1%和0.1°）的麦克风振荡强度限值。 

【文章来源】：原子能科学技术. 2020,54(06)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

RLC电路

由于超导腔的Q值很高,带宽极窄,很小的频率振荡也可能会引起较大的动态失谐,并导致超导腔中电磁场的不稳定[13-14]。如在ADS 25 MeV验证装置中的第2个恒温器中,真空机械泵和其他外源的机械振动易耦合传导至超导腔,并激励超导腔的麦克风振荡。图2为该恒温器中的第6个超导腔的腔压信号频谱,其振荡边带主要由机械泵的振动导致。当超导腔存在麦克风效应时,其谐振频率随时间变化,谐振腔相当于时变系统,传统的传递函数分析方法不太适用。本文基于谐振腔的冲击响应模型,推导了腔压的周期性迭代公式,并利用该公式建立了超导腔的时域仿真模型。

V ′ n =V n e -Τ/τ e jω(nΤ)Τ ?????? ??? (14)在第n+1个射频周期,即t=(n+1)T时刻电流脉冲Ib,n+1的冲击响应电压为:

【参考文献】：
期刊论文
[1]HIAF及CiADS项目进展与展望[J]. 肖国青,徐瑚珊,王思成.  原子核物理评论. 2017(03)



本文编号：3414167