發(fā)布時間：2020-12-04 13:56

　　美國費米國家實驗室的Project-X項目是世界領(lǐng)先的兆瓦級連續(xù)波高能質(zhì)子加速器裝置,是美國高能物理發(fā)展規(guī)劃圖的一部分。它采用先進的射頻超導(dǎo)技術(shù),其直線加速器的設(shè)計能量為8 GeV,致力于開展需要強流質(zhì)子束流支持的精準的?介子和?介子、材料科學(xué)、中微子振蕩、核能應(yīng)用的相關(guān)實驗研究以及發(fā)展射頻超導(dǎo)技術(shù)。為了滿足Project-X裝置實驗研究區(qū)域?qū)κ�流的要�?該裝置采用連續(xù)波直線加速器方案,雖然直線加速器的結(jié)構(gòu)簡單,但束團僅單次通過直線加速器中的腔體,使得直線加速器中腔體的利用率很低。為了提高直線加速器中腔體的利用率,美國勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）的Ji Qiang研究員提出了連續(xù)波循環(huán)質(zhì)子直線加速器的概念。目前,該循環(huán)質(zhì)子直線加速器的第一部分兩圈循環(huán)質(zhì)子直線加速器已完成動力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計。但由于該裝置是一種新型的循環(huán)的直線加速器,存在一些物理問題有待解決,如兩束團穿越過程的空間電荷效應(yīng)對束流品質(zhì)的影響、兩圈循環(huán)質(zhì)子直線加速器的魯棒性分析以及誤差對不同能量束團影響的校正和四圈循環(huán)質(zhì)子直線加速器的等時性條件等。本論文基于直線加速器理論和兩圈循環(huán)質(zhì)子直線加速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計,利用IMPACT軟... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所)甘肅省

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

GeV束流引出裝置概念設(shè)計布局圖

在第二階段的出口，能量為 3 GeV 的束流進入運行在脈沖模式（占空比 4.3%）下的直線加速器最終被加速到 8 GeV。Project-X 裝置的主要運行參數(shù)見表 1. 2[1]，其超導(dǎo)段腔體的主要參數(shù)見表 1. 3[5]。圖 1. 2 1 GeV 束流引出裝置概念設(shè)計布局圖[3]

圖 1. 4 SNS 裝置直線加速器布局圖[11]J-PARC 裝置[14-18]是日本原子能研究機構(gòu)（JAERI）和日本高能加速器研究機構(gòu)（KEK）共同建造的強流質(zhì)子加速器裝置，致力于開展材料科學(xué)、生物科學(xué)核物理和粒子物理以及潔凈核能的相關(guān)研究。它由 400 MeV 的直線加速器、GeV 的快循環(huán)同步加速器（Rapid-cycling Synchrotron，簡稱 RCS）、50 GeV 的同步加速器（Main Ring，簡稱 MR）和相關(guān)的束流傳輸線組成，其裝置的布局圖如圖 1. 5 所示[14]。該裝置的直線加速器（布局圖見圖 1. 6[16]）由H 離子源、RFQDTL、分離型漂移節(jié)加速器（Separate-type Drift Tube Linac，簡稱 SDTL）和環(huán)耦合結(jié)構(gòu)直線加速器（Annular-Coupled Structure linac，簡稱 ACS）共同組成。J-PARC 裝置于 2001 年 4 月開始建造，并于 2007 年 3 月竣工。在此期間，科學(xué)家們提出了 J-PARC 裝置的二期工程計劃，即將 ACS 引出的能量為 400 MeV 的束流進行分束。一部分束流仍注入到 RCS 加速器中，另一部分束流將注入到新

【參考文獻】：
期刊論文
[1]粒子群優(yōu)化算法綜述[J]. 楊維,李歧強.  中國工程科學(xué). 2004(05)
[2]微粒群算法綜述[J]. 謝曉鋒,張文俊,楊之廉.  控制與決策. 2003(02)

博士論文
[1]APF IH-DTL注入器的研究與設(shè)計[D]. 姜培勇.中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2015
[2]基于粒子群優(yōu)化算法的電子儲存環(huán)磁聚焦結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化[D]. 白正賀.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013



本文編號：2897724