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三腔介质壁质子加速器时序优化模拟及设计
1
作者
杨超
夏连胜
+5 位作者
王卫
刘毅
谌怡
叶茂
张篁
邓建军
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期179-183,共5页
采用自主研发的三维粒子模拟软件对三腔介质壁加速器进行系统仿真,在此基础上,计算三个腔质子的渡越时间并实现腔体间的时序优化设计。外加电压峰值100kV,顶宽1ns,半高宽10ns,绝缘微堆厚度2.0cm,质子初始束能40keV,加速电极添加钨网,模...
采用自主研发的三维粒子模拟软件对三腔介质壁加速器进行系统仿真,在此基础上,计算三个腔质子的渡越时间并实现腔体间的时序优化设计。外加电压峰值100kV,顶宽1ns,半高宽10ns,绝缘微堆厚度2.0cm,质子初始束能40keV,加速电极添加钨网,模拟结果显示:当电压持续6.5ns时,进入高梯度绝缘微堆的H^+通过第一腔能得到最大加速效率90.84%,相应的渡越时间为5.668ns;当第二腔电压触发落后第一腔4.5ns时,H^+通过第二腔获得最大加速效率94.77%,相应的渡越时间为3.545ns;当第三腔电压触发落后第二腔3.0ns时,H^+通过第三腔获得最大加速效率97.30%,相应的渡越时间为3.018ns;最大能量H^+渡越三个腔体的总时间为12.231ns,H^+总体加速效率94.31%;当质子束中心进入第一腔时刻落后脉冲电压触发6.5ns,且一二腔和二三腔电压触发延时分别为4.5ns和3.0ns情形下,能将2.5ns长度的质子束中的H^+实现90%以上的加速,4.0ns长度的质子束中的H^+实现80%以上的加速。
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关键词
三腔介质壁加速器
电磁粒子模拟
延时优化
加速效率
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职称材料
绝缘微堆质子直线加速器关键技术研究进展
2
作者
章林文
夏连胜
+8 位作者
谌怡
何佳龙
王卫
刘毅
张篁
朱隽
陈思富
石金水
邓建军
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第1期13-17,共5页
基于绝缘微堆技术的直线加速器由于其能够实现较高的粒子加速梯度,尤其在质子加速及肿瘤治疗领域的优势得到高度关注。目前该种加速器处于研发阶段,有一系列技术和工程问题有待解决。介绍了课题组在过去的两年里围绕建立一台1 MeV质子...
基于绝缘微堆技术的直线加速器由于其能够实现较高的粒子加速梯度,尤其在质子加速及肿瘤治疗领域的优势得到高度关注。目前该种加速器处于研发阶段,有一系列技术和工程问题有待解决。介绍了课题组在过去的两年里围绕建立一台1 MeV质子注入器原型样机在固态脉冲功率系统、绝缘微堆及质子束源等方面取得的研究进展。实现了耐压梯度接近20 MV/m的环形绝缘微堆样品,样品内径30 mm,外径50mm,厚度15mm,基本达到设计要求;固态脉冲功率系统实现了光导开关多路稳定工作模式,开关直流偏置耐压达到20kV,采用激光二极管触发同步系统在15路同步时实现了低于1ns的抖动,输出300kV的电压脉冲,输出电压脉冲宽度10ns;进行了低能质子加速束流动力学的初步分析和模拟工作,模拟结果表明采用微堆结构可以实现质子束的有效加速和传输。
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关键词
绝缘微堆
固态脉冲高压系统
质子束源
介质壁加速器
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职称材料
题名
三腔介质壁质子加速器时序优化模拟及设计
1
作者
杨超
夏连胜
王卫
刘毅
谌怡
叶茂
张篁
邓建军
机构
中国工程物理研究院流体物理研究所
西南科技大学国防科技学院
出处
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期179-183,共5页
基金
国家自然科学基金重点基金项目(11035004)
国家自然科学基金青年基金项目(51407169)
+2 种基金
中国工程物理研究院科学技术发展基金项目(2013A0402018)
大学生创新创业训练计划项目(201510619016)
西南科技大学博士基金项目(13ZX7106)
文摘
采用自主研发的三维粒子模拟软件对三腔介质壁加速器进行系统仿真,在此基础上,计算三个腔质子的渡越时间并实现腔体间的时序优化设计。外加电压峰值100kV,顶宽1ns,半高宽10ns,绝缘微堆厚度2.0cm,质子初始束能40keV,加速电极添加钨网,模拟结果显示:当电压持续6.5ns时,进入高梯度绝缘微堆的H^+通过第一腔能得到最大加速效率90.84%,相应的渡越时间为5.668ns;当第二腔电压触发落后第一腔4.5ns时,H^+通过第二腔获得最大加速效率94.77%,相应的渡越时间为3.545ns;当第三腔电压触发落后第二腔3.0ns时,H^+通过第三腔获得最大加速效率97.30%,相应的渡越时间为3.018ns;最大能量H^+渡越三个腔体的总时间为12.231ns,H^+总体加速效率94.31%;当质子束中心进入第一腔时刻落后脉冲电压触发6.5ns,且一二腔和二三腔电压触发延时分别为4.5ns和3.0ns情形下,能将2.5ns长度的质子束中的H^+实现90%以上的加速,4.0ns长度的质子束中的H^+实现80%以上的加速。
关键词
三腔介质壁加速器
电磁粒子模拟
延时优化
加速效率
Keywords
three cavities dielectric wall proton accelerator
electromagnetism particle-in-cell simulation
timing optimi zation
acceleration efficiency
分类号
O532 [理学—等离子体物理]
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职称材料
题名
绝缘微堆质子直线加速器关键技术研究进展
2
作者
章林文
夏连胜
谌怡
何佳龙
王卫
刘毅
张篁
朱隽
陈思富
石金水
邓建军
机构
中国工程物理研究院流体物理研究所
出处
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第1期13-17,共5页
基金
国家自然科学基金项目(11035004)
中国工程物理研究院科学技术发展基金重点基金项目(2013A0402018)
文摘
基于绝缘微堆技术的直线加速器由于其能够实现较高的粒子加速梯度,尤其在质子加速及肿瘤治疗领域的优势得到高度关注。目前该种加速器处于研发阶段,有一系列技术和工程问题有待解决。介绍了课题组在过去的两年里围绕建立一台1 MeV质子注入器原型样机在固态脉冲功率系统、绝缘微堆及质子束源等方面取得的研究进展。实现了耐压梯度接近20 MV/m的环形绝缘微堆样品,样品内径30 mm,外径50mm,厚度15mm,基本达到设计要求;固态脉冲功率系统实现了光导开关多路稳定工作模式,开关直流偏置耐压达到20kV,采用激光二极管触发同步系统在15路同步时实现了低于1ns的抖动,输出300kV的电压脉冲,输出电压脉冲宽度10ns;进行了低能质子加速束流动力学的初步分析和模拟工作,模拟结果表明采用微堆结构可以实现质子束的有效加速和传输。
关键词
绝缘微堆
固态脉冲高压系统
质子束源
介质壁加速器
Keywords
high gradient insulator
solid state pulsed power generator
proton
source
dielectric
wall
accelerator
分类号
TL501 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
三腔介质壁质子加速器时序优化模拟及设计
杨超
夏连胜
王卫
刘毅
谌怡
叶茂
张篁
邓建军
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
0
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职称材料
2
绝缘微堆质子直线加速器关键技术研究进展
章林文
夏连胜
谌怡
何佳龙
王卫
刘毅
张篁
朱隽
陈思富
石金水
邓建军
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
0
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