１／４波长可变特性阻抗高频高功率传输线交叉指型加速器束载疚阻抗匹配研究.pdfVIP

1998．7．10-15 第二届全国加速器技术学术交流会论文集 1／4波长可变特性阻抗高频高功率传输线 交叉指型加速器束载效应的阻抗匹配研究 陆元荣，u．Ratzinger 北京大学重离子物理研究所．100871，北京，中国 Gesellschaftfuer SchwerionenforschungmbH，Darmstadt，Germany 摘要：本文提出了采用大尺寸高频磁环制作1／4波长。乏特-}生阻抗高频高功率传输线的设计 理论，采用直流偏置磁场垂直与RF磁场，降低了相对磁介质常数，减少了磁环内的功率损耗 密度，提高了运行稳定度．作者编写了设计用的计算机应用程序，给出了直流偏置电源的安 匝数，对不同加速流强下两节lH加速腔的束载效应导致的阻抗变化进行了计算机模拟计算． 计算结果表明：该方案完全可以保证在16口^的强加速束流下实现高频机与加速腔的阻抗匹 配，并给出了不同加速流强下相位滞后曲线和所需的RF功率，以保证粒子的同步加速相位及 能量增益的稳定． 关键词：交叉指型加速器 柬载效应 阻抗匹配 数，于为时间。渡越田子，k为平均的加速流 1．引言 强，0。为同步加速相位。 目前，大尺寸的高频磁环在世界各国的大 Zl，=RI』+瞄， (1) 型同步加速器的可变频率的射频加速腔中得到 了越来越广泛的应用11-31，它也可以用来制作射 频腔的快速频率调谐器【4。J。传统上多采用直流 吼瑙。[，一若嚣嚣基‰ 偏置磁场平行于RF磁场，但由于相≯磁介质常 数变化范国较大(3‘／,t，2S)，因此高频磁环内 (2) 的功率损耗增加，这增加了高频磁王{=冷却的困 难，同时高频磁环必须安装在电磁场强度鞍弱 玩=砒+再学鹄恙面 的区间，否则磁环将会因功率损耗密度太大而 (3) 损坏。根据目前已经积累的众多经验．我们在 胄l。=0)4c22埘!月。 (4) 设计中须注意以下几点：相对磁介质常数变化 范围40—12：电磁品质因数均必须超过1000：高 表～州出了两节IH加速腔的主要参数，图 频磁环须具有较好的温度性能；高频磁环内的 一、二反陵了不同加速流强时腔输入阻抗的变 表l，交叉指型搬运器主要参数 功率损耗密度必须低于O．5W每立方厘米”』。 IH．1 IH．2 2．交叉指型加速器的束载效应 腔长fm) 9．0 10．2 OSI自3年前着手改造全粒子直线加速器 腔直径(m) 1 8 2．0 361 j％!率(MHz) 36 36】36 UN[LAC。计划采用一节RF0腔鄹两节IHtJS遮器 加返间隙数Ⅳ。 53 46 以达到加速强流的目的_J。U．Ratzinger博士在文 献口4】中详细描述了交叉指型加速器