HIRFL—CSR主环加速腔系统设计.PDFVIP

第 18卷 第 3期 原 子 棱 物 理 评 论 Voi．18，No 3 2001年 9月 Nut]earPhysicsReview Sep ，200l 文章编号：1007—4627(2001)02．--0160 04 HIRFL—CSR主环加速腔系统设计 张文志，张殿胜，宋明涛，杨晓东，夏佳文，原有进 (中国科学院近代物理研究所 ，甘肃 兰州 730000) 摘 要：正在建设 中的兰州重离子加速器垮却储存环 (HIRFIcsR)的主环加速腔系统用于将累稆 的重离子束流进行加速．其频率范围为0．25—1_7MHz，峰值 电压为8．0kV．重点奔绍 了主环加速 腔系统曲设计及主要高频参数．包括高频腔体的设计及低电平控制部分的设计， 关 键 词：高额腔；同步加速 ；高频控制 中圈分类号：TI5032 文献标识码 ：^ 1 引言 性材料的磁导率来改变高频腔体的谐振频率． 注入到主环 的束流能量为10—50MeV／u．动 兰州重离子加速器冷却储存环主环 (csRm) 量散度为 △P／P一±0．15 ，通过多圈注入或射频 将采用多圈注入或射频堆积加电子冷却将重离子束 堆积后，在主环 内形成具有一定动量散度 的连续 在横向相空间与纵向相空间进行累积，使环内束流 束 ，由加速腔绝热捕获后加速至设计能量 ，所需的 流强达到l0”一10“ions／s．然后加速并引出打靶 ． 捕获电压 由下式决定： 产生放射性次级束或剥离成高电荷态重离子束注人 =ahkap fl y7, 实验环进行内靶实验． 一 — 1 一 Eo( 能量为1O一50MeV／u的离子束流注入到主环 中由射频堆积腔捕获后 ，将束流在纵向相空间进行 式中， 表示加速前的束流参数 ，r9为粒子的相对论 射频堆积或通过多圈注入在横向空间进行累积．累 速度，^为高频谐波数 ．E为离子的静止单核能 ． 积以后 的束流 由加速腔加速至设计畿量 (”C 900 一 1／ 1／ ，y为机器的临界能量 (转变能)，e为 MeV／u， U 400MeV／u)．加速腔的频率范围设 离子的荷质比， 为相空间稀释 因子 ，即高频相稳 计为0．25～1，7MHz，腔体峰值 电压设计为8．0 区与束流纵向发射度之比，y为相对论因子． kV．腔体采用铁氧体加载的同轴线型调谐腔，通过 在加速过程 中，高频 电压 由以下条件决定 ： 改变绕在其上的偏磁线圈的偏磁 电流来改变其谐振 (I)高频 电压每圈提供给粒子的能量(即粒子能量 频率．加速腔高频系统信号源将采用高精度的信号 的增 长 )应 与主导磁场 的增长 同步 ，即 ·r一 发生器 DDS． 2u,oRB，其 中r—sin ，P为主导二极磁场的曲率 半径 ，R为主环的平均半径、矗(T／s)为主导磁场随 2 主要高频参数 时间的变化率 ， 为同步相角 ：(2)高频相稳 区的 面积要大于或等于束流的纵向发射度．而高频频率 CSR主环的目标是利用 电子冷却系统储备高 要 满 足 关 系 式 d／ ／dt= (7／ )(， ／hE)