"预聚束器-斩波器"结构对慢正电子束流束团化的影响模拟

慢正电子湮没寿命谱测量是一种灵敏度高且可以无损探测材料微观缺陷的重要分析方法,束流束团化系统是实现该技术的核心部件,主要用来产生满足寿命测量时间分辨的束团并提供正电子产生的时间信号。本文选用Parmela程序,基于"预聚束器-斩波器"束团化系统,模拟计算了不同束流参数对150 ps(半高宽)束团化结果的影响并与"斩波器-预聚束器"束团化系统的计算结果做了对比,结果表明:提高束流能量、降低束流能散以及缩小束斑尺寸有利于提高束团化效率。数据显示:当束流能量≥500 eV、能散≤5 eV、束斑≤12 mm,"预聚束-斩波器"束团化系统的正电子利用率≥20%、聚束效率≥85%;且在相同束流参数下,"预聚束器-斩波器"束团化系统的正电子利用率要优于"斩波器-预聚束器"。     

BEPC Ⅱ直线加速结构的整管RF特性计算

为了在加工前对行波盘荷波导加速管的整管RF特性有所了解,在ANSYS软件中利用重新设计的轴对称型耦合器来替换实际的三维耦合器建模,充分利用加速结构的轴对称特性,并在使用较少计算资源和时间的情况下,仅利用1台计算机即可完成对整根加速管全部特性的计算,从而得到其整管RF特性。以BEPC Ⅱ直线加速器所采用的3 m长加速结构为例,使用本方法进行计算得到的填充时间、衰减常数及带宽分别为856 ns、0.56 Np及3.55 MHz,而实测结果分别为830 ns、0.57 Np及4.7 MHz。总体上,ANSYS模拟结果与实测结果较为一致。由此,模拟计算可为实际设计和加工提供指导。     

用于2 GeV固定场交变梯度质子加速器的高品质因数、高分路阻抗波导型高频腔设计

在核工业、民用及基础研究领域，高能强流质子加速器有着十分广泛而重要的应用，中国原子能科学研究院提出了1台2 GeV连续波固定场交变梯度质子加速器的解决方案。在该方案中，工作在44.4 MHz的大功率高品质因数、高分路阻抗波导型高频腔研制极其重要。本文首先对工作在44.4 MHz的矩形、欧米伽形、跑道形及船形等4种形状的波导型高频腔进行了模拟计算研究，经比较发现，船形高频腔具有最高的品质因数和分路阻抗，是2 GeV连续波固定场交变梯度质子加速器的较好选择。在此基础上，为掌握船形高频腔的实际加工工艺，同时利用现有230 MeV超导回旋加速器的功率源设备开展高功率实验研究，设计了71.26 MHz的缩比例船形高频腔样机。     

S波段双边对称耦合器的模拟设计

介绍了通过三维电磁场计算软件HFSS和CST粒子工作室模拟计算双边对称耦合器的过程.双边对称耦合器结构的匹配主要在HFSS中用三频法[1,2]加以模拟与优化,结构优化完成后再将模型导入CST粒子工作室中,用该软件的PIC模块,模拟粒子通过耦合器结构时的情况,并对比了单边、双边耦合器中沿X轴的电场分布情况.模拟计算结果表...     

571.2 MHz次谐波聚束腔结构的物理设计

文章给出了北京正负电子对撞机二期工程(BEPCⅡ)未来预注入器中571.2 MHz次谐波聚束腔结构的物理设计步骤和方法。分别使用二维有限差分法分析软件Superfish和三维有限积分法分析软件MAFIA对优化后的聚束腔结构进行了计算,得到了比较一致的结果。另外,对Superfish和MAFIA在设计聚束腔结构上的优缺点进行了比较。     

高平均束流功率辐照加速器加速结构的研究

本文介绍了10 MeV/100 kW的高平均束流功率工业辐照加速器束流动力学模拟结果及其加速结构的优化设计结果。加速器采用驻波双周期轴耦合结构,1个加速腔和1个耦合腔构成1个加速单元,其工作频率为325 MHz,工作模式为π/2,加速腔和耦合腔之间通过耦合狭缝在轴向以磁耦合的方式耦合在一起。使用SUPERFISH优化加速腔的有效分路阻抗、Kilp系数等关键参数。束流动力学方面,使用PARMELA模拟论证在粒子源提供2.5 keV、500 mA的电子束后,通过6个加速腔可得到10 MeV/100 kW的平均束流功率。加速腔优化完成后使用CST对耦合腔进行了设计,此时由6个加速单元组成的加速结构有效分路阻抗为23.9 MΩ/m、无载品质因数为29 347,各加速腔与相邻的耦合腔耦合系数为4.7%,工作模式与其相邻模式的最小频率间隔为2 MHz,每个加速单元功耗为290 kW。     

上海光源2998 MHz加速管波导耦合器的设计

上海同步辐射光源(SSRF, Shanghai Synchrotron Radiation Facility)直线加速器采用2998 MHz的加速管,这种加速管在结构形式上虽然与SLAC型2856 MHz加速管相似,但在尺寸上略有差异,需要重新计算.本文采用与实际调试加速管时相同的三频法、有限差分分析软件Superfish和HFSS对2998 MHz加速管耦合器进行物理设计,为实际工程设计提供指导.物理设计与实验测试结果非常吻合.