C-ADS注入器Ⅱ的RFQ射频系统是该强流加速器的关键一环, 它通过两台完全一样的耦合器为一台四边形四翼型RFQ提供和传送功率。该射频系统在设计之初就考虑为10 mA连续束流而进行特殊优化, 从功率源、耦合器和功率传输系统几个方面对其进行详细介绍, 尤其是针对CW模式下的系统稳定运行以及设备可靠性等方面进行的特殊考虑和模拟方法。该系统已经在2015年通过了10 mA连续束的测试, 证实了该射频系统的设计和调试符合物理的实验需求。特别阐述了该系统中一种新的碗型陶瓷窗耦合器的设计思路和一种无环形器情况下的特殊的耦合系数调谐方法, 同时推导了双端口耦合的计算方法的具体设置过程。
射频系统 射频四极铁加速腔 耦合器 传输线 调谐方法 双端口耦合设置 RF system Radio Frequency Quadrupole (RFQ) cavity coupler transmission line tuning method two-port configuration 强激光与粒子束
2017, 29(6): 065107
1 中国科学院 近代物理研究所, 兰州 730000
2 中国科学院大学, 北京 100049
中国科学院近代物理研究所于2007年开始进行等离子体直接注入项目的预研。详细介绍了RFQ系统的高频参数测试的方法及结果, 并针对高脉冲功率的测试提出通过标定定向耦合器来测试脉冲功率的方法。介绍了系统锻炼的情况, 包括针对功率源末级和腔内电极的打火问题提出了理论的分析和改善的方法。高频参数的测试和载束实验证实整套系统满足加速器的设计要求。
等离子体直接注入 射频四极场加速器 动力学设计 功率锻炼 打火 传输线 direct plasma injection scheme radio frequency quadrupole accelerator dynamics design power conditioning sparking transmission line
1 中国科学院 近代物理研究所,兰州 730000
2 中国科学院 研究生院,北京 100049
3 Institute of Applied Physics,Goethe University,Max-von-Laue-Str 1,D60438,Frankfurt-am-Main,Germany
中国科学院近代物理研究所正在进行等离子体直接注入方案的研究,以便为重离子物理研究提供稳定可靠的高流强束流。由于工作频率较低,用于等离子体直接注入方案的RFQ腔体采用了适合于低频的四杆型结构。在完成束流动力学设计的前提下,研究了RFQ腔体支撑臂的各参数对并联阻抗的影响。由于突出电极之间存在着一定大小的电容,会对腔体的性能产生影响,为使腔体达到最优化的设计,进行了突出电极对并联阻抗及场平整性的影响的研究,并给出了突出电极的取值范围。
重离子加速器 突出电极 并联阻抗 场平整性 heavy ion accelerator MAFIA MAFIA projecting electrodes shunt impedance flatness
