提高低β超导加速腔性能的研究

发布时间：2021-11-03 23:50

　　超导加速腔是加速器制造中最为昂贵与复杂的部件之一。提高超导加速腔的性能，降低其造价，一直都是超导腔工作者追求的目标。本论文以稀有同位素束流装置（Facility for Rare Isotope Beams（FRIB））的低β超导加速腔为例，系统介绍了我们在提高超导腔性能方面的一系列工作。此系列工作涵盖了加速腔的设计（结构优化）、加速腔的控制（加速电压的控制）、以及加速腔的测试（次级电子倍增现象的抑制）。部分研究成果已经或者将会被应用到FRIB的加速腔上，相关的初步测试结果作为研究成果的一部分亦会详细说明。除去简介FRIB加速腔的第一章以及总结性质的第五章，本论文按上述所提的子项目分为三部分：第二章里，我们重点介绍了在FRIB加速腔设计的基础上提出的名为“赛车”（“Race-car”）的设计方案。一如其名，此方案重点提高了加速梯度并增大了分流阻抗。在第三章，我们尝试在低电平控制和调谐器控制中引入一种更先进的控制算法——自抗扰控制。在仿真与实验中，我们对比了这种算法与传统的比例积分控制算法，并建立了完整的加速电压控制的仿真模型。作为本论文的一项重点工作，第四章详细讨论了测试中制约FRIB... 

【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

稀有同位素束流加速器示意图

图 1.2 FRIB 的四种低 β 超导加速腔的结构示意图表1.1 FRIB的四种超导加速腔的性能参数 β00.041 0.085 0.29 0.53f (MHz) 80.5 80.5 322 322

图 1.3 FRIB 的 β=0.53 的超导二分之一波长腔的 TDCM 装置抑制次级电子倍增现象之所以如此重要，是因为如果在加速器腔测试的时候，功率耦合器出现次级电子倍增现象，它会导致从功率源输出的 RF 功率绝大部分消耗在功率耦合器之中，只有很少部分的功率能够馈入到超导加速腔之中，因而在


本文编号：3474574