中國材料輻照裝置CMIF的直線加速器前端需要一臺射頻四極場加速器(RFQ)將10 mA氘離子束流從20 keV/u加速到1.5 MeV/u,達(dá)到超導(dǎo)段可以接收的能量,使束流能夠在超導(dǎo)加速器段繼續(xù)獲得加速。本文主要包括該RFQ腔體的射頻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、冷測調(diào)諧、高功率鍛煉和束流測試方面的工作。本文首先基于束流動力學(xué)設(shè)計(jì)得到的電極參數(shù)利用有限元電磁模擬軟件CST MICROWAVE STUDIO進(jìn)行了腔體射頻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和模擬。該RFQ腔體工作頻率為162.5 MHz,極間電壓65 kV,長度為5.25 m。腔體的射頻結(jié)構(gòu)類型為四翼型,這種腔體結(jié)構(gòu)類型具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、冷卻方便、分路阻抗高的優(yōu)點(diǎn),普遍應(yīng)用于高頻、高功率、強(qiáng)流RFQ的設(shè)計(jì)中。在射頻場的穩(wěn)定方面,為克服加工誤差引起的象限間場的不對稱性,采用了π模穩(wěn)定環(huán)路結(jié)構(gòu),使工作模式與其最鄰近二極模的間隔達(dá)到了17.66 MHz,使得在現(xiàn)有加工精度下電場二極微擾成分能夠被控制在束流動力學(xué)要求的范圍內(nèi)。通過建立具有帶調(diào)制電極的全長腔體射頻結(jié)構(gòu)模型,對腔體底切結(jié)構(gòu)、腔體端板和腔體橫向尺寸進(jìn)行優(yōu)化,使得腔體極間橫向電場沿縱向的不平整度小于2%.最終腔體...

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級別】：博士

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圖1.1世界能源需求增長[1]

圖1.1世界能源需求增長[1]能源是人類社會持續(xù)發(fā)展的動力，隨著人類社會進(jìn)入現(xiàn)代社會，人類對能源的需求急劇增長，傳統(tǒng)的化石能源日益短缺，人類文明的發(fā)展面臨深刻的能源危機(jī)。圖1.1所示為1971年至2014年世界總的初級能源供應(yīng)情況[1]，可以看出能源總量逐年增加，....

圖1.2ITER裝置示意圖

圖1.2ITER裝置示意圖際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆ITER（InternationalThermonuclearExperimer）是目前正在研究的一項(xiàng)大型國際合作項(xiàng)目，其目標(biāo)是研制一個(gè)可自托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置，用以證明熱核聚變反應(yīng)堆的技術(shù)科學(xué)性、工程可行可靠性。圖1.2所....

圖1.3聚變堆中的中子能譜（與現(xiàn)有裂變堆中中子能譜的比較）[6]

圖1.2ITER裝置示意圖國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆ITER（InternationalThermonuclearExperimentalReactor）是目前正在研究的一項(xiàng)大型國際合作項(xiàng)目，其目標(biāo)是研制一個(gè)可自持燃燒的托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置，用以證明熱核聚變反應(yīng)堆的技術(shù)科學(xué)性、....

圖1.4聚變堆中主要的核反應(yīng)過程

圖1.4聚變堆中主要的核反應(yīng)過程外尚無具有上述條件的中子源來進(jìn)行聚變堆材料的研究。料測試的中子源，1994年日本、歐盟、美國、俄羅斯和國聚變材料輻照裝置（IFMIF）。IFMIF的工程目標(biāo)是建立一量達(dá)到1018m-2s-1，中子能譜的能量高達(dá)14MeV。設(shè)施將加速....

本文編號：4004557