中国散裂中子源剥离膜温升与剥离电子研究

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作者 庞子西 黄明阳 +3 位作者 陈佳鑫 吴煜文 杨涛 王生 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第1期169-176,共8页

负氢剥离注入是强流质子同步加速器累积束流的唯一可行性方案。目前中国散裂中子源(CSNS)采用负氢剥离方案为薄膜剥离注入。由负氢束流穿越剥离膜产生的能量沉积造成的膜片剧烈温升是影响剥离膜寿命和加速器稳定运行的关键问题。同时,... 负氢剥离注入是强流质子同步加速器累积束流的唯一可行性方案。目前中国散裂中子源(CSNS)采用负氢剥离方案为薄膜剥离注入。由负氢束流穿越剥离膜产生的能量沉积造成的膜片剧烈温升是影响剥离膜寿命和加速器稳定运行的关键问题。同时,剥离产生的高功率残余电子束会产生严重后果,包括:电子在膜中的电离作用造成膜温度升高;电子打在真空盒上造成真空盒热损伤;停留在真空管道中的电子可能被质子束流俘获,造成e-p不稳定性;产生的二次电子会引起严重的电子云效应。主要内容包括两部分:首先,利用有限元分析软件,考虑粒子通过剥离膜的平均穿越次数等参数,模拟剥离膜温升并对不同软件结果进行详细比较,得到剥离膜上的温度场分布,并对未来继续提高的束流功率做出膜表面温升的预测。其次,根据理论计算结果和蒙特卡罗程序Geant4模拟结果对剥离后电子分布进行分析,完善3D计算模型并综合考虑CSNS注入区的电磁场和束流条件,获得电子收集装置的合适位置,给出剥离电子收集方案。 展开更多

关键词 中国散裂中子源 负氢剥离注入 薄膜剥离 温升 电子收集

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中国散裂中子源加速器束流引出调试和束损优化

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作者 黄明阳 许守彦 +1 位作者 齐欣 王生 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期48-55,共8页

引出系统是中国散裂中子源快循环同步加速器的核心组成部分,对束流精确打靶和加速器稳定运行具有重要意义。首先,详细介绍了快循环同步加速器的引出系统和束流引出方案,重点介绍了一些引出系统相关的关键技术。其次,对引出束流调试进行... 引出系统是中国散裂中子源快循环同步加速器的核心组成部分,对束流精确打靶和加速器稳定运行具有重要意义。首先,详细介绍了快循环同步加速器的引出系统和束流引出方案,重点介绍了一些引出系统相关的关键技术。其次,对引出束流调试进行深入研究,包括纵向束流调试、横向束流调试、引出束流分布优化等,其中纵向束流调试主要针对8个引出Kicker定时进行精确标定,横向束流调试主要指Lambertson型磁铁、8个Kicker磁铁、高能输运线模式的匹配设置。最后,对引出束流束损进行深入研究和针对性优化,探索引出束流损失的各种来源,对Lambertson型磁铁漏场、引出束团长度、Kicker波形平顶、Kicker波形变化进行深入研究并对一些新的测量方法进行详细论述。同时,对Lambertson型磁铁入口产生超大辐射热点的现象进行深入研究,寻找其产生大量束流损失的根源,并提出最终解决方案,降低引出束流损失和辐射剂量,使其满足加速器运行要求。 展开更多

关键词 散裂中子源 束流引出 束流调试 束流损失 辐射剂量

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C-ADS主加速器系统CM4低温恒温器的热负荷分析 被引量：8

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作者 韩瑞雄 葛锐 +4 位作者 张建琴 孙良瑞 桑民敬 边琳 李少鹏 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2079-2084,共6页

为了优化CM4低温恒温器的结构型式,本文对低温恒温器热负荷来源进行了研究,包括低温绝热支撑(POST)、电流引线、高功率耦合器的热传导,80K冷屏的热辐射,超导腔、高功率耦合器的动态热负荷等。研究结果表明,CM4低温恒温器满足低热负荷的... 为了优化CM4低温恒温器的结构型式,本文对低温恒温器热负荷来源进行了研究,包括低温绝热支撑(POST)、电流引线、高功率耦合器的热传导,80K冷屏的热辐射,超导腔、高功率耦合器的动态热负荷等。研究结果表明,CM4低温恒温器满足低热负荷的要求,为下一步低温恒温器的优化及运行调试提供了理论基础。 展开更多

关键词 低温恒温器 4.2 K液氦 热力学分析 静态热负荷 动态热负荷

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中国散裂中子源直线射频低电平远程控制软件研制 被引量：6

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作者 张玉亮 谢哲新 +4 位作者 荣林艳 慕振成 雷革 金大鹏 李健 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期140-145,共6页

中国散裂中子源一期工程的直线加速器,共有8套数字化射频低电平控制单元,射频低电平的本地控制属于EPICS的异构系统,无法直接与EPICS客户端进行通信。通过在射频低电平本地控制上位机程序中嵌入一个C#类型的EPICS服务器程序,实现了使用E... 中国散裂中子源一期工程的直线加速器,共有8套数字化射频低电平控制单元,射频低电平的本地控制属于EPICS的异构系统,无法直接与EPICS客户端进行通信。通过在射频低电平本地控制上位机程序中嵌入一个C#类型的EPICS服务器程序,实现了使用EPICS客户端对射频低电平系统的远程控制,从而把射频低电平控制系统接入基于EPICS框架的控制系统中。直线射频低电平远程控制投入在线运行以来,运行稳定可靠。 展开更多

关键词 射频低电平控制 EPICS C型 CA服务器

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CSNS加速器中央控制室计算机状态监视系统构建

5

作者 何泳成 张玉亮 +7 位作者 金大鹏 郭凤琴 吴煊 王林 康明涛 朱鹏 李刚 高文春 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2020年第4期589-592,共4页

为保证CSNS加速器中央控制室计算机稳定、可靠地运行,构建了基于EPICS的CSNS加速器中央控制室计算机状态监视系统。该系统主要由CA客户端程序、EPICS 1OC和EPICS OPI三部分组成,实现了对CSNS加速器中央控制室计算机运行状态的远程监视... 为保证CSNS加速器中央控制室计算机稳定、可靠地运行,构建了基于EPICS的CSNS加速器中央控制室计算机状态监视系统。该系统主要由CA客户端程序、EPICS 1OC和EPICS OPI三部分组成,实现了对CSNS加速器中央控制室计算机运行状态的远程监视。测试结果表明,该系统具有兼容性强、稳定可靠性高、人机交互友好的特点,很好地满足了长期运行的需要。 展开更多

关键词 中国散裂中子源 加速器 中央控制室 计算机状态监视系统

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1.3 GHz超导腔的掺氮实验

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作者 董超 沙鹏 +3 位作者 刘佰奇 李中泉 杨际森 王洪磊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期37-40,共4页

为了大幅度提高纯铌超导腔的品质因数,从而降低其使用功耗,选择对超导腔进行高温氮掺杂处理。立足国内外大型加速器的需求,中国科学院高能物理研究所首先开展了1.3 GHz 1-cell超导腔的研究,包括常规处理以及氮掺杂实验,并且对掺杂前后... 为了大幅度提高纯铌超导腔的品质因数,从而降低其使用功耗,选择对超导腔进行高温氮掺杂处理。立足国内外大型加速器的需求,中国科学院高能物理研究所首先开展了1.3 GHz 1-cell超导腔的研究,包括常规处理以及氮掺杂实验,并且对掺杂前后的结果进行了分析、对比。结果表明,通过掺氮,两只1.3 GHz 1-cell细晶粒纯铌超导腔的品质因数均获得了显著提升,同时在超导腔低温垂直测试中观察到了比较明显的反常的品质因数随加速梯度变化的曲线,即"anti-Q-slope"现象。 展开更多

关键词 射频超导 掺氮 垂直测试 品质因数 加速梯度

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中国散裂中子源二期648 MHz超导腔调谐器设计

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作者 刘铭 米正辉 +5 位作者 潘卫民 葛锐 贺斐思 周文中 徐妙富 王子晗 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期97-105,共9页

中国散裂中子源二期升级采用超导腔技术方案,其中在165~300 MeV能量段采用648 MHz 6-cell超导腔模组,每个模组中集成3只6-cell超导腔。超导腔工作在脉冲模式,为了保证超导腔2 K下的频率满足运行要求,每只超导腔需要一套低温调谐器对其... 中国散裂中子源二期升级采用超导腔技术方案,其中在165~300 MeV能量段采用648 MHz 6-cell超导腔模组,每个模组中集成3只6-cell超导腔。超导腔工作在脉冲模式,为了保证超导腔2 K下的频率满足运行要求,每只超导腔需要一套低温调谐器对其频率进行精确调节控制。针对648 MHz 6-cell超导腔的结构和运行特点进行了低温调谐器的设计,采用快慢组合机构补偿超导腔的频率偏移,对调谐器的基本性能和超导腔脉冲模式运行下的动态洛伦兹失谐进行了分析。 展开更多

关键词 超导腔 调谐器 动态洛伦兹失谐 压电陶瓷

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1.3 GHz 9-cell高性能超导腔高阶模耦合器电磁及热分析研究

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作者 王子晗 潘卫民 +5 位作者 米正辉 翟纪元 贺斐思 沙鹏 王光伟 刘铭 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期62-68,共7页

中国科学院高能物理研究所于2023年6月完成了高品质因数1.3 GHz超导加速模组研发,在国际上率先实现了中温退火高品质因数超导腔模组技术路线。模组中集成了八只经过中温退火工艺处理的1.3 GHz9-cell超导腔,在模组的测试过程中超导腔的... 中国科学院高能物理研究所于2023年6月完成了高品质因数1.3 GHz超导加速模组研发,在国际上率先实现了中温退火高品质因数超导腔模组技术路线。模组中集成了八只经过中温退火工艺处理的1.3 GHz9-cell超导腔,在模组的测试过程中超导腔的高阶模耦合器温升异常,导致超导腔无法在高梯度下稳定工作。通过HFSS软件和CST软件中的微波仿真模块对高阶模耦合器进行电磁分析,再通过理论和Ansys Workbench软件对高阶模耦合器进行热仿真分析,并结合模组的高功率实验,找到了超导腔性能异常的原因,并对超导腔高阶模耦合器的冷却方式进行了进一步的优化,解决了模组中超导腔高梯度下的不稳定性。 展开更多

关键词 1.3 GHz 9-cell超导腔 高阶模耦合器 电磁分析 稳态热分析

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CSNS反角白光中子源束线控制系统研制 被引量：3

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作者 何泳成 李刚 +12 位作者 康明涛 吴煊 朱鹏 金大鹏 张玉亮 郭凤琴 高文春 王林 王鹏程 于永积 宁常军 敬罕涛 唐靖宇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期117-122,共6页

中国散裂中子源(CSNS)反角白光中子源束线主要由中子束窗、中子开关、中子准直器和真空管道等组成。为了保证CSNS反角白光中子源束线安全、稳定、可靠地运行,研制了基于EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)软件... 中国散裂中子源(CSNS)反角白光中子源束线主要由中子束窗、中子开关、中子准直器和真空管道等组成。为了保证CSNS反角白光中子源束线安全、稳定、可靠地运行,研制了基于EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)软件架构的控制系统。该系统主要由中子束窗、中子开关及中子准直器的运动控制系统、真空控制系统和控制室三部分组成,实现了对反角白光中子源束线主要设备的远程监测和控制。测试结果表明,该系统具有稳定可靠性高、人机交互友好的特点,很好地满足了反角白光中子源束线运行的需要。 展开更多

关键词 中国散裂中子源 反角白光中子源 束线 控制系统 EPICS

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BEPC Ⅱ国产500 MHz超导腔运行综述 被引量：4

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作者 米正辉 沙鹏 +10 位作者 孙毅 戴建枰 潘卫民 王光伟 王群要 李中泉 马强 林海英 黄彤明 王牧源 王洪磊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期137-141,共5页

北京正负电子对撞机二期(BEPC Ⅱ),国产500 MHz超导腔经过紧张的安装调试于2017年10月正式投入带束流运行。首先对此国产超导腔两次降温调试的相关参数进行了监测和对比分析;其次研究了通过高功率老练的方法改善超导腔的品质因数,并实... 北京正负电子对撞机二期(BEPC Ⅱ),国产500 MHz超导腔经过紧张的安装调试于2017年10月正式投入带束流运行。首先对此国产超导腔两次降温调试的相关参数进行了监测和对比分析;其次研究了通过高功率老练的方法改善超导腔的品质因数,并实时监测超导腔老练过程中的辐射剂量;最后对超导腔的带束流运行情况进行了介绍分析。结果表明:BEPC Ⅱ国产500 MHz超导腔虽然放置了6年,但是状态良好,通过高功率老练能够降低超导腔的辐射剂量,改善其性能,完全满足束流运行要求。 展开更多

关键词 射频超导 储存环 束流实验 辐射剂量监测

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超导腔数字自激垂直测试系统 被引量：2

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作者 杨际森 潘卫民 +9 位作者 王洪磊 刘佳冀 王牧源 周全 贺斐思 沙鹏 林海英 王群要 王光伟 米正辉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期41-46,共6页

基于数字自激算法设计并实现的超导腔垂直测试系统提高了超导腔的垂直测试效率,为先进光源技术研发与测试平台(PAPS)的超导腔批量化生产提供了重要保障;垂直测试系统的射频前端和时钟分配系统采用了二次上下变频方案,可以在一定范围内... 基于数字自激算法设计并实现的超导腔垂直测试系统提高了超导腔的垂直测试效率,为先进光源技术研发与测试平台(PAPS)的超导腔批量化生产提供了重要保障;垂直测试系统的射频前端和时钟分配系统采用了二次上下变频方案,可以在一定范围内灵活设置测试系统自激环路的工作频率,增大了该测试系统的工作带宽。利用此系统完成了1.3 GHz 9-cell超导腔的通带频率测试,结果表明,该测试系统能有效避免不同模式之间的串扰,具备较强的频率分辨能力(<800 kHz),保证多单元超导腔性能验证的进行。 展开更多

关键词 超导腔 垂直测试 数字自激 二次上下变频 数字低电平

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HEPS超导高频腔低温恒温器氮低温制冷循环系统的热力学性能分析 被引量：1

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作者 马长城 葛锐 +4 位作者 姜永诚 张洁浩 桑民敬 叶瑞 李少鹏 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期561-568,共8页

高能同步辐射光源(HEPS)氮低温制冷循环系统为储存环隧道内的7个超导高频腔低温恒温器提供液氮冷量。氮低温制冷循环系统的热力学分析目的是针对HEPS超导高频腔低温恒温器的特点,建立系统的热力学分析模型,研究其工作过程,计算分析系统... 高能同步辐射光源(HEPS)氮低温制冷循环系统为储存环隧道内的7个超导高频腔低温恒温器提供液氮冷量。氮低温制冷循环系统的热力学分析目的是针对HEPS超导高频腔低温恒温器的特点,建立系统的热力学分析模型,研究其工作过程,计算分析系统的制冷系数与循环增压比之间的对应关系。同时,考虑到系统的整体布局,进一步分析计算氮低温制冷循环系统中氮气压缩机和低温透平膨胀机的火用损,优化了系统的热力学设计参数。HEPS氮低温制冷循环系统的热力学性能分析与计算结果对于系统最优化设计和后期工程实践具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 超导高频腔 低温恒温器 氮 制冷循环 热力学分析

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BEPCⅡ电子环寄生模损失测量

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作者 王洪磊 王牧源 +9 位作者 杨际森 沙鹏 林海英 马强 王群要 米正辉 戴建枰 孙毅 王光伟 潘卫民 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期79-83,共5页

BEPCII在设计阶段从束流不稳定性和寄生模损失角度对阻抗提出了限制,但在BEPCII运行中寄生模损失是影响高流强稳定运行的因素之一。针对BEPCII电子环的寄生模损失进行了测量,主要是基于同步相移随流强的微小变化、束流功率测量和高阶模... BEPCII在设计阶段从束流不稳定性和寄生模损失角度对阻抗提出了限制,但在BEPCII运行中寄生模损失是影响高流强稳定运行的因素之一。针对BEPCII电子环的寄生模损失进行了测量,主要是基于同步相移随流强的微小变化、束流功率测量和高阶模吸收器的功率。测量结果表明:两种方法对比测量全环寄生模损失,结果重复可信,且全环寄生模损失是超导腔寄生模损失的4~5倍。 展开更多

关键词 寄生模损失 同步相移 束流功率 高阶模

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数字失超探测器时序控制模块的研制

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作者 边晓娟 陈福三 +3 位作者 龙锋利 程建 张景熙 张敏 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2015年第10期1051-1056,共6页

为了实现超导磁铁的全数字化失超探测,以单个FPGA芯片为控制核心,基于片上集成技术的设计理念,设计了数据采集与时序控制模块。该模块作为整个数字失超探测器的协处理器和主控制器,实现系统的多信道模数转换、数据预处理和缓存及I/O控制... 为了实现超导磁铁的全数字化失超探测,以单个FPGA芯片为控制核心,基于片上集成技术的设计理念,设计了数据采集与时序控制模块。该模块作为整个数字失超探测器的协处理器和主控制器,实现系统的多信道模数转换、数据预处理和缓存及I/O控制,并具有系统软硬件自检功能;与数字信号处理DSP模块协同工作,可以同时对多块超导磁铁实现独立快速的失超探测和报警;并具有良好的灵活性和扩展升级优势,可方便地应用于不同类型超导磁铁的失超探测。文中阐述了时序控制模块的硬件电路设计、FPGA内部的软件功能单元的具体实现方法及实际测试结果。 展开更多

关键词 失超探测 时序控制 FPGA片上集成 数据采集 超导磁铁

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正对撞束束补偿的理论和模拟研究

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作者 郭媛媛 徐刚 张源 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期246-250,共5页

束束效应是限制对撞机性能提高的重要因素,其限制作用可以通过补偿机制来改善。针对正对撞束束效应,提出两种实现束束补偿的对撞机结构,并对实现束束补偿的原理和需要满足的条件进行分析。提出利用能量回收型直线加速器产生的电子束流... 束束效应是限制对撞机性能提高的重要因素,其限制作用可以通过补偿机制来改善。针对正对撞束束效应,提出两种实现束束补偿的对撞机结构,并对实现束束补偿的原理和需要满足的条件进行分析。提出利用能量回收型直线加速器产生的电子束流进行正对撞束束补偿的方案,并且基于超级质子质子对撞机进行模拟研究,研究了补偿前后束流粒子分布、频移和粒子损失等变化情况。束束补偿可以减小束团内部粒子的频散,减小束流损失,提高束流寿命,可以大幅提高单束团流强,从而提高对撞机亮度。 展开更多

关键词 束束效应 正对撞束束补偿 超级质子质子对撞机

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EPICS数据包捕获分析工具开发及其应用

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作者 张玉亮 朱鹏 金大鹏 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第8期830-833,共4页

加速器控制网内EPICS数据包的捕获分析,可对控制网内出现的与EPICS CA通信相关的问题进行快速定位,还可用于监测EPICS IOC活动状态以及记录对EPICS PV的写操作日志。使用PCAP应用接口可开发出捕获特定数据包的应用程序。本文介绍了基于P... 加速器控制网内EPICS数据包的捕获分析,可对控制网内出现的与EPICS CA通信相关的问题进行快速定位,还可用于监测EPICS IOC活动状态以及记录对EPICS PV的写操作日志。使用PCAP应用接口可开发出捕获特定数据包的应用程序。本文介绍了基于PCAP接口开发的EPICS数据包捕获分析工具—cacap以及cacap在CSNS加速器控制系统中的应用。 展开更多

关键词 PCAP EPICS CA 网络数据包

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325MHz中β超导Spoke腔的腔型对比和选择

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作者 张蒙 贺斐思 潘卫民 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期98-104,共7页

中国科学院高能物理研究所一直在研究频率为325 MHz、中低βSpoke超导加速腔,以应用在加速器驱动的次临界系统(ADS)的强流质子直线加速器中。通过对超导腔设计方法和设计原则的研究,使用CST仿真软件设计了单Spoke腔、双Spoke腔、三bar S... 中国科学院高能物理研究所一直在研究频率为325 MHz、中低βSpoke超导加速腔,以应用在加速器驱动的次临界系统(ADS)的强流质子直线加速器中。通过对超导腔设计方法和设计原则的研究,使用CST仿真软件设计了单Spoke腔、双Spoke腔、三bar Spoke腔三种Spoke腔型。其中三bar Spoke腔和双Spoke腔一样,都有着三个加速间隙,但是Spoke柱的结构不同。在腔型设计中,对三种Spoke腔的模型均作了参数化处理。然后通过CST的参数化扫描来优化腔体形状以使得峰值电场与加速梯度的比值最小,同时使峰值磁场与加速梯度的比值处于较低范围。本文对三种腔型进行了高频结构优化和参数分析,选用了双Spoke腔型作为设计方案,并对电磁场等进行了优化设计。 展开更多

关键词 质子加速器 单Spoke腔 双Spoke腔 三bar Spoke腔 中β

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