北京大学RFQ加速器研究进展
高流强RFQ质子加速器研制
选择注入粒子的能量为７５ ｋｅＶ，射频频率为 ３５２ ＭＨｚ。考虑到ＲＦＱ的机械加工有很高的 技术难度，物理设计应尽可能降低加工难度。 同时，ＡＤＳ对加速器装置运行的稳定性也有很 高要求。从这两个因素考虑，且为了调试的方 便和运行的可靠，保持ＲＦＱ翼间电压Ｖ沿整 个装置不变，选择为１．８倍Ｋｉｌｐａｔｒｉｃｋ系数。 在电极调制被忽略的情况下，ＲＦＱ单位长度上 的分布电容取决于电极头曲率半径与平均孔径 之比（ｐ／Ｒ。），保持翼间电压为常数最容易的办 法是保持ｐ／Ｒ。为常数。为了缩短翼顶调制曲 面数控加工时间以控制加工期间温度变化产生 的加工误差，决定采用成形刀具，即电极头曲率 半径Ｊ０为常数。这样就应保持Ｒ。不变。其结 果是，除了出入口，ＲＦＱ腔体的横截面尺寸不 沿纵向位置变化，这对简化加工难度大有好处。 在Ｖ和Ｒ ｏ不变的情况下，聚焦系数Ｂ应基本 不变。至此，在动力学设计中随纵向变化的物 理参数便仅有调制系数ｍ（２）和同步相位 ９（２）。当然，其它参数值的选取仍是动力学设 计的重要内容。在这样的给定条件下开始粒子 动力学设计，其设计目标是将束流损失控制到 最低点，这意味着ＲＦＱ加速器要有很高的柬 流传输效率。严格控制束流损失是强流质子加 速器的关键物理与技术问题，因束流损失在加 速结构上所产生的感生放射性将妨碍人们对机 器及时的手工维护，特别是较高能量的质子束 所带来的对设备的活化，必须认真对待。ＲＦＱ 加速结构的基本材料是无氧铜，在其最高束流
万方数据
增刊
傅世年等：高流强ＲＦＱ质子加速器研制
１６１
能量３．５ ＭｅＶ以下，存在的活化反应为 ６５Ｃｕ（Ｐ，ｎ）６５Ｚｎ，其反应阈能Ｅ。ｈ一２．１６ ＭｅＶ， ６５Ｚｎ的半衰期Ｔ。／。＝２４４ ｄ。在加速过程中，绝 大部分束流损失应控制在这个反应阈能之下。
【国家自然科学基金】_rfq加速器_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
科研热词 微波离子源 静电单透镜 流强 注入器 束流输运 发射度 传输效率 lebt
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4
科研热词 高功率实验 频率调谐 轫致辐射谱 分离作用射频四极场
推荐指数 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
2013年 科研热词 束流动力学 射频四极场加速器 四杆型rfq 高强度 重离子束 重离子加速器 超导直线加速器 结构紧凑 等离子体直接注入 直线加速器 水冷调谐系统 水冷系统 极间电压 束流调试 有限元模拟 控制系统 打火 射频仿真 四翼型rfq 动力学设计 功率锻炼 冷测 低能量 传输线 二极模 推荐指数 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2011年 科研热词 高强度 超导直线加速器 质子束 电极支撑 电极 射频四极场 均方根发射度 咨询 动力学设计 动力学模拟 加速结构 加速器驱动系统 加速器 分离作用射频四极场 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
20线 t race-3d beampath
推荐指数 1 1 1 1
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
科研热词 推荐指数 rfq 3 重离子 2 整体分离环 2 强流束输运 2 超重核 1 能散 1 缓冲气体 1 电子回旋共振 1 整体分离环rfq 1 打火 1 射频四极场(rfq)加速器 1 射频四极场 1 四翼型rfq 1 四杆型rfq 1 发射度 1 压升率 1 匹配 1 加速器质谱 1 分离作用rfq 1 冷却聚束器 1 低能输运 1 sfrfq 1 isr 1
千瓦高频功率源 - 北京大学实验室与设备管理部
400千瓦高频功率源
院系：物理学院
400千瓦高频功率源
探测器性能研究；中子CT物理与成像技术研究；中子相关应用研究
曾承担国家自然科学基金重点项目：中子成像关键技术研究
加速器的研究
陆元荣，聂元存，陈佳洱，高淑丽，郭之虞，颜学庆，一种高真空高功率射频耦合器，实用新型专利
培养已经毕业的博士生多名：周泉丰、李航、温伟伟、聂元存、康明磊；硕士生：曾红锦、陈威
三年内利用该仪器作为主要科研手段发表学术论文（三大检索） 10 篇，其中代表论文：
论文题目期刊名年卷（期）起止页码
Progress of PKUNIFTY – a RFQ accelerator based neutron imaging facility at Peking University Physics
Procedia 20134379-85
Neutron radiography with compact accelerator at Peking University: problems and solutions.Physics
Procedia20122670-78
PKUNIFTY: A neutron imaging facility based on an RFQ NIMA201165122-26
118。
强流质子RFQ加速腔热特性分析
第39卷第2期原子能科学技术Vol.39,No.2 2005年3月Atomic Energy Science and TechnologyMar.2005强流质子RFQ 加速腔热特性分析彭朝华,关遐龄(中国原子能科学研究院核物理研究所,北京 102413)摘要:利用有限元计算软件ANSYS 分析了热效应对加速腔共振频率的影响,计算了RFQ 腔体与热效应有关的参数,如水冷系统的冷却水温度、热交换系数等。
关键词:RFQ 加速腔;热特性分析;水冷系统中图分类号:TL53 文献标识码:A 文章编号:100026931(2005)022*******Thermal Analysis of High Current Proton RFQ C avityPEN G Zhao 2hua ,GUAN Xia 2ling(China I nstitute of A tomic Energ y ,P.O.B ox 275262,B ei j ing 102413,China )Abstract : Based on t he finite element met hod software ANS YS ,t hermal analysis of a RFQ cavity was st udied.Some important parameters about t he water cooling system of high current RFQ cavities ,such as t he heat t ransfer coefficiency and t he optimized tem 2perat ure of t he cooling water ,were obtained.K ey w ords :RFQ cavity ;t hermal analysis ;water cooling system收稿日期:2003207208;修回日期:2004208224作者简介:彭朝华(1974—),男(土家族),湖南张家界人,助理研究员,博士研究生,加速器物理专业 谐振波在RFQ 腔中传播,腔体的金属表面对电磁波有很强的反射作用,但仍有很小一部分透入到导体中,这部分电磁波很快衰减掉,其能量均转化为焦耳热。
RFQ加速器总结
RFQ直线加速器射频四极场，Radio-Frequency Quadrupole，驻波加速器————————————————————————————————射频直线加速器背景：因被加速粒子速度（能量）的不同，加速方式和加速结构有所不同：●超相对论能区（β接近1）、短脉冲结构→行波加速行波的优点是：束流随电场峰值一起运动，加速效率高、但RF功率利用率不高，高β（β≥ 0.8）结构，一般采用盘荷波导加速结构，行波加速方式；●其余情况应采用驻波加速受渡越时间因子的影响加速效率较低，但可以加速长脉冲和CW的束流。
中β（0.3≤β≤0.8）结构，一般采用边耦合（轴耦合）加速结构，驻波加速方式；低β（β≤ 0.3）结构，一般采用驻波加速方式，相应的加速结构有Wideröe、Alvarez、RFQ结构。
————————————————————————————————历史：1970年前苏联ITEP的I.Kapchinskij和V. Teplyakov提出了RFQ型直线加速器的方案，解决了质子直线加速器的低能端的困难。
1980年R.Stokes在Los Alamos 建成了一台实际可运行的强流质子RFQ。
原理：由高频四极场同时实现横向聚焦和纵向聚束及加速。
特点：•通过电极极面调制，可同时进行加速和聚焦，无须外加透镜•适合低β粒子，可作为离子源后首级加速结构•可实现聚束，束流传输效率高，可超过90％，省去了俘获效率不太高的预聚束器•可加速超过100mA的强流束•解决了过去DTL采用静电加速器作为预注入器时注入能量低造成的空间电荷效应难以克服的问题•结构紧凑、体积小、使用方便•正负离子均可加速，应用广泛适用范围：低β结构（β<=0.3），一般采取驻波加速方式。
分类：（1）四翼型——较高频，轻离子，E210模式，高分路阻抗；四翼型：工作模式为四极模TE210，结构的最低模式为二极模TE110。
TE110模具有很多高阶模TE11n。
强流质子RFQ加速器时序控制系统的开发
ｄ ｅ ｎ ｅ Ｖ Ｍ Ｅ ｉＭ ｆ Ｓ Ｔ Ｄ ｏ Ｕ Ｓ Ｒ Ｄ Ａ Ｔ Ａ
３ ９／ ’ Ａ ２ ４ ， ｎ ｏ ｌ ￣ ｐ ｒ ｉ ｖ ｉ ｌ ｅ ｄ ｇ ｅ ｃ ｔ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｃ （ ｅ ｓ ￣ ． ＊ ／
士， 从 事计算机技术研究 。
１ ４ ６
插件将被运用于“ 中国散裂 中子源 ” Ｃ Ｓ Ｎ Ｓ项 目的柬 流诊 断系统 中。本文论述 了基于 Ｖ ＭＥ配置 的时序扩
展插件的功能 、 Ｅ Ｐ Ｉ Ｃ Ｓ驱动程序及 Ｍ Ｅ Ｄ Ｍ 界面。
关键词 ： 强流质 子射频 四极场加速 器 ； 时序扩 展 ； Ｖ Ｍ Ｅ； 实验物理及工 业控制系统
在线修改 ， 当实验中需要修改时序参数时， 必须 停止加速器运行 ， 根据实际实验要求计算后得 到新 的参数 ， 通过拨码开关完成设定 ， 再重新开 机实 验 ， 期 间大 约 需要 ２ ｈ Ｊ ， 这 为实 验 人 员 带 来了诸多不便 ， 影响了实验 的效率 、 连贯性及稳 定性 。为 了克 服 原 系 统 的 不 足 ， 提 高 时 序 控 制
图 １ ＡＭ： Ａ ２ ４ ｎ ｏ ｎ ｐ ｒ ｉ ｖ ｉ ｌ ｅ ｄ ｇ ｅ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ
基于 Ｖ Ｍ Ｅ配置的时序扩展插 件不仅要满 足Ｒ Ｆ Ｑ加 速器 对 Ｖ ＭＥ总 线 的要 求 ， 而 且 需 克
服原 有 的时 序控 制 系统 的缺 点 。原 有 的时序 控 制 系统不 能 在实 验进 行 中对 加速 器 时序 参数 做
中图分类号 ： Ｔ Ｌ ５ ０ ３ ． ６ 文献标 志码 ： Ａ 文章编 号 ： ０ ２ ５ ８ － ０ ９ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ － ０ １ ４ ６ － ０ ３
射频四极(RFQ)加速器多场耦合分析与冷却性能研究
射频四极（RFQ）加速器多场耦合分析与冷却性能研究射频四极（RFQ）加速器多场耦合分析与冷却性能研究射频四极（RFQ）加速器是一种重要的粒子加速装置，常用于轻离子束的加速，具有重要的应用价值。
然而，在加速过程中，RFQ加速器经常面临着多场耦合和热负荷导致的冷却性能问题。
因此，进行多场耦合分析与冷却性能研究对于优化RFQ加速器的设计和提高其工作效率具有重要意义。
首先，我们来讨论RFQ加速器中的多场耦合问题。
多场耦合是由于RFQ加速器中高频场与聚焦磁场、甚至是杂散场之间的相互作用所引起的。
这种耦合会导致束流的横向和纵向发散、束流传输的不稳定性和形状的变形等问题。
而解决这一问题的关键在于分析和衰减不同场之间的相互作用。
在多场耦合分析中，我们首先要进行模拟计算，以了解不同场的分布和强度。
通过电磁场模拟软件，如COMSOL Multiphysics，我们可以计算出加速腔中的高频场分布情况；通过磁场模拟软件，如ANSYS，我们则可以计算出磁场的分布情况。
基于这些模拟结果，我们可以进一步进行多场耦合分析，探究高频场与磁场之间的相互作用。
一种常用的多场耦合分析方法是矢量势耦合法。
通过在COMSOL Multiphysics软件中建立耦合模块，可以考虑到高频场与磁场之间的相互影响。
在模拟计算中，我们可以进一步分析不同常数下的高频场与磁场之间的强度变化，以及这种变化对束流运动的影响。
通过优化设计，可以减小多场耦合的影响，提高RFQ加速器的运行效率和精度。
而在RFQ加速器中，冷却性能问题也是一个重要的研究方向。
由于束流的发射和传输过程中会产生大量热量，冷却系统的设计和性能直接影响到RFQ加速器的工作稳定性和寿命。
因此，为了解决冷却性能问题，我们需要在实际操作中进行研究和测试。
在冷却性能研究中，我们可以采用多种方法和技术。
例如，利用热流计、红外相机等工具来测量RFQ加速器中的温度变化和热点分布情况，以评估冷却系统的效果。
重离子射频四极场直线加速器的物理设计与实验研究
重离子射频四极场直线加速器的物理设计与实验研究近年来，随着各个领域研究的深化，物理学及其相关学科也取得了重大进展，其中射频四极场直线加速器（RFQ）在提高离子加速效率和能量调制以及同步重离子加速等方面发挥着重要作用。
本文旨在介绍重离子射频四极场直线加速器（RFQ）的物理设计和实验研究进展。
第一部分介绍了RFQ的原理和主要特性，着重介绍了电场均匀性、折射和反射的影响及RFQ的加速机制。
经过分析，由于RFQ的加速机制主要依靠电场维持离子波束均匀，因此保持电场均匀性是RFQ的关键，这也是RFQ的物理设计的重要考量方面。
第二部分主要介绍了RFQ的物理设计，包括加速管体形状、加速电磁场分布和加速管间隙设置等。
根据电场均匀性设计，RFQ加速管体形状可以采用圆柱形或者椭圆形，其中圆柱形结构是最传统的结构形式，但在高频应用中有一定局限性；椭圆形结构则可以更有效地实现REFQ的加速机制，在加速效率、能量调制和同步重离子加速等方面更具优势。
另外，RFQ物理设计也包括加速电磁场的分布和加速管间隙的设置。
加速电磁场的分布设计要满足电磁场均匀性要求，从而在加速器存在涡流损耗的同时，最大限度地提高加速效率。
RFQ加速管间隙的设置以及加速管内晶格电场的分布设计也要满足电场均匀性要求，以保证RFQ加速器的加速效率和同步重离子加速的实现。
第三部分主要阐述了RFQ的实验研究，包括实验研究的背景以及实验设计与结果。
实验研究的背景主要涉及RFQ的物理原理，如电场分布、折射和反射的影响以及加速机制等。
为了验证RFQ的加速机制及其效果，实验设计了一套完整的RFQ加速器系统，采用了电极、电极间隙、加速管、加速管间隙以及室外磁场等结构进行加速实验。
实验结果表明，采用RFQ加速器实现了离子加速效率提高和能量调制以及同步重离子加速等，证明RFQ加速器的物理设计及加速机制是正确的。
本文介绍了RFQ的物理设计与实验研究，讨论了利用了RFQ加速器实现离子加速效率提高、能量调制及同步重离子加速的方法。
RFQ加速器简介
参数 ：фs 及 m 分别由 -90o 及 1 缓慢地增至 加速段的初值， B 保持不变。
作用：实现绝热聚束，聚束 效率可达 90%以上。 成形段是为绝热聚束段提供合适的初始条件。
Ⅳ—加速段 AC (Accelerating) 参数：фs 、m 及 B 均保持不变，фs 及 m 一般取在-30o 及 2 左右。 作用： 保持高效
5.2 四翼型 RFQ 加速腔
1980 年 LANL 提出，见图.1。
在园柱形腔的内壁对称地贴上四个翼。
通常在一个谐振腔中可激发产生很多不同频率的不同电磁场分布
---- 模式 (mode)
4 Vane RFQ 中： 工作模式
(2)
n>1 l =0
其中 k=2π/λ
一般为简化，仅取前二项：
U (r,θ ,
z)
=
−V 2
[F00 r 2
cos 2θ
+
A10 I 0 (kr) sin
kz]
(3)
A10=
A
=
m2 −1 m2I0 (ka) + I0 (mka)
------ 加速系数
(4)
F00= F = 1 − AI0 (ka)
图 3 一台 RFQ 的束流 动力学参数
Ⅰ— 径向匹配段 RM( Radial Matching ) 参数：a 呈喇叭口状缩至 r0 ，m =1, B 从 0 增至通常值 此段长通常仅有 2—5 个单元
图 4 无 RM 段（a）及有 RM 段（b）的 RFQ 接受度图 作用：使 RFQ 的径向接受度由随时间变化的图 4a, 改变到基本不随时间变化的图 4b， 以便与不随时间变化的低能输运段的发射度相匹配。
北大核技术及应用考研系所研究方向
北大核技术及应用考研系所研究方向北大核技术及应用考研系所主要研究方向：目前北大核技术及应用考研系所在核技术及应用专业方面有三个研究方向：1.加速器物理与技术主要包括加速器质谱技术与应用、射频超导加速技术与自由电子激光、强流质子与重离子RFQ加速技术以及加速器基础技术研究等。
2.辐射物理与技术主要包括射线束与材料相互作用及材料改性、辐射生物物理、中子探测技术与中子辐射应用等。
3.核医学物理与医学影像学主要包括核磁共振成像物理和技术，核医学成像及医学图像的分析处理以及放疗物理和技术等。
北大核技术及应用考研系所主要科研项目与成果：在核技术及应用方面承担了一批国家重大、重点项目并取得了多项重要成果。
主要项目有“国家863项目”电子超导加速器技术研究“;国家973项目”加速器驱动洁净核能系统：RFQ结构与工艺“和”基于超导加速器的SASE自由电子激光“;国家攻关项目”夏商周断代工程：AMS改造与14C测年研究“和”中华文明探源工程预研究“;国家自然科学基金重大项目”现代核分析技术及其在环境科学中的应用“，”低能离子与生物体系的相互作用“和”DUV-FEL 光阴极及激光系统“。
还有一批国家自然科学基金重点项目、面上项目和国防科技项目等。
经过多年努力，核技术及应用专业取得了一大批重要成果并获得过多项奖励，主要有：国家科技进步奖二等奖“国产射频超导加速腔的研制”和“中国军用测试核数据库(第一版)”;教育部科技进步奖一等奖“加速器质谱计的建立及14C测年和示踪研究”;教育部科技进步奖二等奖“238U中子数据评价”和“4.5MV单级静电加速器”;北京市科学技术奖二等奖“核科学数据信息化管理与网上共享系统的研究”、国防科工委科技进步奖二等奖“中国核武器测试用激发函数评价和建库”等。
北大核技术及应用考研系所配备大型科研设备：1.2×6MV串列静电加速器这套装置是在由英国牛津大学转让来的EN型加速器主体的基础上不断完善起来的。
强流质子RFQ加速器高频数字低电平控制系统
制 、 体 的 谐 振频 率 控 制 和 高 功 率 射 频 连 锁保 护 ３ 部 分 。腔 体 采 样 信 号 的 下 变 频 及 反 馈 激 励 信 号 的上 变 频 腔 个
由模 拟器 件 来 完 成 。幅 相 实 时 反馈 处 理 过 程 采 用 数 字 Ｉ０解 调 的方 法 ， １块 ｓｒｔ Ⅱ的 Ｆ Ｇ 板 上 实 现 ， ／ 在 ｔ ｉ ａｘ Ｐ Ａ 板 上 另有 ３块 Ｄ Ｐ用 于通 信 和 协 助 Ｆ Ｇ 进 行 数 据 处 理 。系 统 完 成 后 与 ＲＦ 加 速 器 进 行 联 机 调 试 ， 试 结 果 Ｓ Ｐ Ａ Ｑ 测 基本 满 足 控 制 精 度 的 要 求 。 关键 词 ： 数 字 低 电平 控 制 ； ＩＱ 解调 ； 幅 相 控 制 ； 矢 量 旋转 ／
２ 频 综 功 能模 块
频综功 能模块 为 系统 提供 本 振 信 号 （ ４ ． ６ ＭＨｚ 、 ３０ ４ ） 射频 参 考 信 号 （ ５ ． ３ ２ ２ ＭＨｚ 、 ） 中频 采 样 时钟 信 号 （ ６ ９ ４ ． ６ＭＨｚ和 系统时钟信 号 （１ ７ ） １ ． ４ＭＨｚ 。其 中 ， ） 射频参 考 信号 （ ５ ． ３ ２ ２ＭＨｚ 与 中频 采样 时 钟信 号 （ ６ ９ ） ４ ．６ ＭＨｚ 采用锁 相倍频技 术 来 实 现 （ 图 ２所 示 ） ） 如 。为 了达 到 本 振 信 号 （ ４ ． ６ＭＨｚ 与 射频 参 考 信 号 （ ５ ． ３ ０ ４ ） ３２ ２
第２ ２卷第 ２期
２１ ０ ０年 ２月
强 激 光 与 粒 子 束
Ｈ Ｉ Ｈ ＰＯ Ｗ ＥＲ ＬＡ Ｓ Ｇ ＥＲ Ａ ＮＤ ＰＡ Ｒ ＴＩ ＣＬＥ ＢＥＡ Ｍ Ｓ
Ｖｏ ． ２，ＮＯ ２ １２ ． Ｆｅ ．，２ １ ｂ ００
粒子加速器中RFQ加速结构的多物理场耦合研究
粒子加速器中RFQ加速结构的多物理场耦合研究粒子加速器中RFQ加速结构的多物理场耦合研究一、引言粒子加速器是现代科学研究中不可或缺的重要工具，广泛应用于高能物理、核物理、材料科学等领域。
粒子加速器中的RFQ加速结构是一种新型的加速器结构，被广泛用于低速粒子加速研究。
随着科学技术的发展和加速器性能的要求不断提高，RFQ加速结构的多物理场耦合问题引起了广泛的关注。
二、RFQ加速结构的基本原理RFQ（Radio Frequency Quadrupole）加速结构是一种用于粒子加速的装置，它是利用射频电场和束流粒子之间的相互作用，使得粒子加速的一种装置。
RFQ加速结构由四个相互交错的金属极片组成，通过引入射频电场使得粒子在这个加速结构中加速。
三、RFQ加速结构中的多物理场耦合问题RFQ加速结构中存在多种物理场的耦合问题，主要包括电磁场、热场和机械场的相互作用。
这些物理场的相互影响会导致加速结构的参数发生变化，从而影响加速器的性能。
1. 电磁场与热场的耦合在RFQ加速结构中，射频电场的引入会使得金属极片发生电磁加热，导致温度上升。
而温度的上升会导致金属材料的热膨胀和热应力的产生，进而影响加速结构的参数。
因此，研究电磁场与热场的耦合关系是十分重要的。
2. 电磁场与机械场的耦合射频电场的引入会导致金属极片产生电磁力，从而对加速结构的结构稳定性产生影响。
另外，由于金属极片的热膨胀和热应力的存在，也会对加速结构的结构稳定性产生影响。
因此，研究电磁场与机械场的耦合关系对于加速器的设计和性能优化具有重要意义。
四、RFQ加速结构的多物理场耦合研究方法针对RFQ加速结构中的多物理场耦合问题，研究人员提出了多种研究方法，主要包括多物理场耦合分析、数值模拟和实验验证等。
1. 多物理场耦合分析多物理场耦合分析是一种通过建立多物理场耦合方程组，对RFQ加速结构中的电磁场、热场和机械场进行耦合分析的方法。
通过求解这些方程组，可以得到各种物理场的分布情况和相互作用关系。
射频四极场(RFQ)加速器的进展
射频四极场(RFQ)加速器的进展陈佳洱;方家驯【期刊名称】《自然科学进展》【年(卷),期】2001(011)011【摘要】射频四极场(RFQ)加速器是当今强流离子加速器研究的热点之一.近年来国际上和国内对于散裂中子源、加速器驱动能源和其他高功率离子束应用所呈现的广泛兴趣,以及由此引起的对强流、高功率加速器的迫切要求,更对用作它们前级加速结构的RFQ加速器提出了种种新的要求,特别是对它能在高的负载周期、甚至在连续波(CW)工作状态下加速高流强的离子束,及其运行的稳定性和可靠性提出了空前严格的要求,推动着RFQ加速器不断地完善和发展.文中试图对国际上应用RFQ 的强流高功率加速器,以及四翼、四杆、交叉指与超导等主要类型RFQ加速器的最新进展和上述各方面问题的研究予以述评.【总页数】11页(P1121-1131)【作者】陈佳洱;方家驯【作者单位】北京大学重离子物理研究所,北京,100871;北京大学重离子物理研究所,北京,100871【正文语种】中文【中图分类】TL5【相关文献】1.关于分离作用射频四极场(RFQ)加速结构的设想 [J], 陈佳洱;方家驯;李纬国;吴瑜;颜学庆2.200 MHz质子带窗四翼型射频四极场加速器结构模拟研究 [J], 傅琪;陆元荣;王智;朱昆;郭之虞;颜学庆3.四杆型射频四极场加速器的极间电压调谐及测定 [J], 周泉丰;陆元荣;朱昆;颜学庆;刘戈;郭之虞;陈佳洱4.四杆型射频四极场加速器的极间电压调谐及测定 [J], 周泉丰;陆元荣;朱昆;颜学庆;刘戈;郭之虞;陈佳洱;5.分离作用射频四极场加速器的结构和工艺设计 [J], 高淑丽;康明磊;陆元荣;朱昆;王智;颜学庆;郭之虞;方家训;陈佳洱因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
53.667MHz重离子RFQ的不稳定性研究
53.667MHz重离子RFQ的不稳定性研究张小虎;原有进;夏佳文;刘戈;殷学军;杜衡;李钟汕;陆元荣;何源【摘要】采用多粒子跟踪程序BEAMPATH对53.667 MHz RFQ进行模拟计算，基于RFQ腔体冷测、机械测量的结果，在考虑其入口束流不稳定性、电压不平整度、高频系统稳定度、加工误差、安装误差等因素的情况下，对RFQ的出口束流品质和不稳定性进行了系统分析。
结果表明，在现有的加工、安装水平下，提高RFQ入口束流稳定度和高频系统稳定度对束流在RFQ中的传输十分必要。
%Based on the database from RFQ cavity cold model test and tip‐pole geometry measurement ,53.667 MHz RFQ was simulated by BEAMPATH code . The RFQ output beam quality and instability were analyzed as functions of input beam instability , voltage roughness ,stability of RF control system ,RFQ manufacturing error ,and mis‐alignment .According to these results ,it show s that it is essential for beam transmis‐sion in RFQ to improve input beam stability and RF control system stability at the pre‐sent level of machining and alignment .【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P951-954)【关键词】BEAMPATH;RFQ;腔体冷测;机械测量;束流品质;不稳定性【作者】张小虎;原有进;夏佳文;刘戈;殷学军;杜衡;李钟汕;陆元荣;何源【作者单位】中国科学院近代物理研究所，甘肃兰州 730000; 中国科学院大学，北京 100049;中国科学院近代物理研究所，甘肃兰州 730000;中国科学院近代物理研究所，甘肃兰州 730000;北京大学核物理与核技术国家重点实验室，北京100871;中国科学院近代物理研究所，甘肃兰州 730000;中国科学院近代物理研究所，甘肃兰州 730000; 中国科学院大学，北京 100049;中国科学院近代物理研究所，甘肃兰州 730000; 中国科学院大学，北京 100049;北京大学核物理与核技术国家重点实验室，北京 100871;中国科学院近代物理研究所，甘肃兰州 730000【正文语种】中文【中图分类】TL53为充分发挥兰州重离子研究装置［1］（HIRFL）的综合性能，中国科学院近代物理研究所建设了一台新的重离子直线加速器SSC-LINAC［2］，作为HIRFL分离扇回旋加速器［3］（SSC）的注入器。
用于AMS的RFQ加速器能散问题研究
用于AMS的RFQ加速器能散问题研究
李航;刘克新;郭之虞;颜学庆;陆元荣;方家驯;陈佳洱
【期刊名称】《北京大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2008(44)1
【摘要】将RFQ作为加速器质谱系统(AMS)的加速器是AMS小型化的一条可能途径,减小RFQ加速器的输出束流能散是实现这一途径的关键。
对RFQ加速器成形段部分对束流输出能散影响的分析表明,在减小调制系数、极间电压、同步相位,使各参数匹配的同时,适当地增大纵向聚焦力可显著降低RFQ输出束流能散。
利用变参量RFQ动力学模拟程序RFQDYN进行模拟优化,得到输出束流能散为0.4%的RFQ加速器物理设计。
【总页数】4页(P15-18)
【关键词】射频四极场(RFQ)加速器;加速器质谱;能散
【作者】李航;刘克新;郭之虞;颜学庆;陆元荣;方家驯;陈佳洱
【作者单位】北京大学重离子物理研究所,北京大学重离子物理教育部重点实验室,北京100871
【正文语种】中文
【中图分类】O437;O433
【相关文献】
1.应用于离子注入的RFQ加速器 [J], 方家驯;宋执中;任晓堂;陈佳洱;颜学庆;郭之虞;李纬国;郭菊芳;于茂林;陆元荣;高淑丽;于金祥
2.用于1MeV分离作用RFQ加速器改造的ECR氧离子源及LEBT系统的研制 [J], 彭士香;宋执中;钱锋;袁忠喜;徐蓉;于金祥;郭之虞
3.一种低能散RFQ加速器的物理设计 [J], 郭之虞;谢谊;刘克新;方家驯;颜学庆;陈佳洱
4.利用模拟方法研究RFQ加速器中正、负离子束同时加速的动力学问题 [J], 邢庆子;林郁正;傅世年;方守贤
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高流强RFQ质子加速器研制
高流强RFQ质子加速器研制
傅世年;关遐令
【期刊名称】《原子能科学技术》
【年(卷),期】2009(043)0z1
【摘要】在国家"973"计划洁净核能项目的支持下,中国科学院高能物理研究所与中国原子能科学研究院合作,建成了我国首台强流质子加速器.它是1台四翼型结构的射频四极(radio-frequency qaudrupole,RFQ)加速器,这种先进加速结构可为来自离子源的低能强流束提供周期性强聚焦,并同时在纵向对束流进行聚束和加速.我国建成的这台RFQ加速器束流能量为3.5 MeV,脉冲流强达46 mA,束流工作比大于7%.本文将介绍这台RFQ加速器的物理设计、研制、调试和出束实验的结果.【总页数】6页(P159-164)
【作者】傅世年;关遐令
【作者单位】中国科学院,高能物理研究所,北京,100049;中国原子能科学研究院,北京,102413
【正文语种】中文
【中图分类】TL53
【相关文献】
1.与ADS 相关的强流3.5 MeV RFQ 加速器的束流动力学特性 [J], 关遐龄;罗紫华;傅世年
2.强流RFQ加速器注入器的研究进展 [J], 彭士香;郭之虞;张萌;赵捷;徐蓉;任海涛;
吕鹏南;宋执中;于金祥;袁忠喜
3.强流RFQ注入系统研制 [J], 崔保群;马鹰俊;李立强;马瑞刚;姜冲;唐兵;王荣文;邓金亭;蒋渭生
4.高流强RFQ质子加速器研制 [J], 傅世年;关遐令
5.强流RFQ的固态功率源模块故障分析 [J], 孙列鹏;袁震宇;张诚;施龙波;苗俊刚;张建华;徐显波;何源
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RFQ冷却聚束器RFQ1L的研制的开题报告
RFQ冷却聚束器RFQ1L的研制的开题报告一、项目简介本项目主要研发一种冷却聚束器RFQ1L，该聚束器具有高加速梯度和较高的输运效率，可广泛应用于各种离子加速器中。
本项目将开发新型材料和工艺，提高制造工艺水平和生产效率，从而实现高品质和高性能的聚束器。
二、项目背景和意义RFQ聚束器是一种可以将相对大量的离子加速到高能量的设备，广泛应用于医学放射学、核园艺学、超导材料等领域。
而传统的空间加速器中的聚束器存在造成高达20%的离子束损失的问题，这不仅会导致加速器效率的下降，也会增加用于冷却的氦气的消耗。
本项目旨在通过采用新的材料和工艺，设计一款高效率、低损失的冷却聚束器RFQ1L，以提高加速器的能效和降低运行成本。
三、项目技术路线本项目受到加速器技术、电子学、沉积物工程、材料学和制造工艺等多个方面的影响。
1.设计阶段。
首先，对RFQ聚束器进行研究和分析，以确定冷却聚束器RFQ1L 的设计要求；然后，采用软件工具进行3D设计和仿真分析，优化设计，确定RFQ1L 的尺寸和形状，最终形成初步设计方案。
2.材料研发阶段。
开发新型材料，具备更好的导电性，热导性和机械性能，以提高聚束器的效率和稳定性。
3.制造工艺研发阶段。
采用复合材料制造技术，提高制造效率和制造工艺水平，降低制造成本。
四、项目成果本项目将重点实现以下成果：1.确定冷却聚束器RFQ1L的设计要求和方案；2.开发新型材料；3.制造出高效率、低损失的RFQ1L。
五、项目进度安排本项目的总工期为24个月，初步进度安排如下：1.设计阶段：2个月2.材料研发阶段：8个月3.制造工艺研发阶段：12个月4.实验性能测试：2个月六、预计经费支出本项目的预计经费支出为100万美元，主要用于材料研发、制造工艺研发和实验性能测试等方面。
具体的经费支出细节将在项目启动后进行进一步的确认和制定。
七、项目团队本项目的团队将由专业的研究人员和技术工程师组成，他们在材料学、制造工艺和加速器技术领域具有相当的经验和知识。
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陈佳洱， 郭之虞， 陆元荣， 庆， 昆， 颜学 朱 高淑丽， 方家驯， 郭菊芳， 李纬国， 于茂林
（ 京 大 学 重 离 子 物理 研 究 所 和 核物 理 与 核 技术 国家 重 点 实 验室 ， 京 １０ ７ ） 北 北 ０ ８ １
摘要 ： 北京 大学 在 ２ Ｏ世 纪 ９ Ｏ年 代 末 成 功 研 制 了 １台 整 体 分 离 环 重 离 子 射 频 四 极 场 （ Ｆ 加 速 器 Ｒ Ｑ）
第４ 卷增刊 ２
２０ 年９ ０８ 月
原
子
能
科
学ห้องสมุดไป่ตู้
技
术
Ｖｏ ． ２， １ ４ Ｓｕｐ ． ｐ１ Ｓｅ ｐ．２ ０８ ０
Ａｔ ｏｍｉ ｃＥｎｅ ｇ ｃｅ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈｎｏ ｏ ｙ ｒ ｙ Ｓ ｉｎｃ ｎ ｃ ｌｇ
北 京 大 学 ＲＦ 加 速 器 研 究 进 展 Ｑ
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中 图分 类号 ： ５ ６ ＴＬ ０ 文献 标 志 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ０ ６ ３ （ ０ ８ Ｓ 一 ２ ４０ １０—９ １ ２０ ）Ｏ０２ —５
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