CIAE回旋加速器及应用综述

发布时间：2025-01-19 13:26

　　 回旋加速器是中国原子能科学研究院(CIAE)自建院初期就开始重点发展的技术,70年来,为CIAE多学科、多应用领域取得辉煌业绩,做出了历史性的贡献。本文重点介绍CIAE已掌握、并在国际上有一定影响力的紧凑型强流加速器技术和束流动力学并行计算技术等两项关键技术,以及高温超导和高Q值谐振腔等两项目前正在攻关、决战"十四五"的前瞻性技术;总结CIAE目前回旋加速器的型谱化产品;详述回旋加速器在国家安全、健康中国、科学前沿等领域的重大应用及前景。

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【部分图文】：

图1 30 MeV(a)和100 MeV(b)强流回旋加速器

1988年至2018年,CIAE回旋加速器发展重点是紧凑型、高流强,围绕这样的发展目标,结合30MeV[2]和100MeV[3]两台强流回旋加速器的研制,研究掌握了多束团强流束流动力学大规模并行计算算法[4]、紧凑型回旋加速器总体设计技术[5],以及紧凑结构主磁铁磁工艺[6]....

图2 轴向聚焦力达到平均流强1 mA以上质子束的加速要求

美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)Ryne[13]指出:国际束流动力学并行计算新出现了两个重要的“首次”,即2005年使用Synergia程序首次实现了直线加速器向储存环多束团注入的并行模拟和目前使用OPAL-CYCL程序首次实现了回旋加速器多束团束流动力学并行模拟。该软件除....

图3 1/4比例高温超导磁体

为了将现有高功率质子加速器从数百米的尺寸控制到数十米内,并具备束流动力学工作路径大范围调节能力,需提高磁场强度并调变磁场沿径向的梯度。以2GeVCWFFAG加速器的设计为例,引出半径的DF磁场分别约为2.4T和2.7T,需采用超导磁体为束流提供导引、聚焦磁场。另一方面,....

图4 大功率电子加速器的基本原理与结构

为掌握船形高频腔的研制工艺、高功率CW运行方法,实现2GeVCWFFAG加速器关键技术预研目标,正在研制频率为177.6MHz的1∶4船形缩比例试验腔。在此基础上,通过补充研制部分关键设备,有望集成一台束流功率达到百千瓦的电子加速器实验样机,开展束流调试实验研究,实现长时....

本文编号：4029034