重离子整体分离环高频四极场(RFQ)加速结构的研究

高频四极场(RFQ)加速器是1970年卡帕钦斯基等提出的一种新型直线加速结构。它将加速、聚束、横向聚焦与匹配等几种作用集中于一个加速腔之中,能直接加速从离子源引出的低能离子,束流利用效率可达90％以上,极限流强高达数百毫安。它是一种强流、高效、束流品质好、体积小巧、使用方便因而具有广泛应用前景的新型直线加速器。1980年美国洛斯阿拉莫斯实验室(LANL)试验第一台加速质子的四翼型(4 Vane)RFO样机获得成功。自此以来,RFQ加速器的研制便成了国际上低能加速器发展的一个热点。现在四翼型的轻离子RFQ已广泛的取代体积庞大的高压倍加器,用作高能加速器的注入器及强流中子源等,甚至还被送上太空进行空间武器试验。 近年来,在重离子物理研究与技术应用的推动下,加速重离子的RFQ已成为发展的新热点。其中MeV级强流重离子束在新型微电子器件制作、材料改性、惯性压缩热核聚变研究等各项应用,更是国际上竟相研制重离子RFQ的巨大动力。但它们要求RFQ具有工作频率低、能量可变和束流负载因子高等特性。而现有的四翼型RFQ难以满足要求。这就推动了四杆型、同轴分离型等新结构的研究。1984年北京大学首次提出了采用整体分离环激励的RFQ新结构。

整体分离环RFQ加速器的研究

阐述了北京大学整体分离环高频四极场（ＩＳＲＲＦＱ）加速器研究所取得的研究成果．分别论述了２６ＭＨｚ３００ｋｅＶＩＳＲＲＦＱ加速器结构、束流动力学设计、高频控制系统、束流试验装置及束流试验；分析了其对Ｎ＋、Ｏ＋、Ｏ－束流试验的研究结果；简述了２６ＭＨｚ１ＭｅＶＲＦＱ加速器束流动力学。

杆型SFRFQ结构的研究

RFO加速结构是一种非常巧妙的低能强流加速结构 ,但是它存在能量上限问题 .而杆型SFRFQ加速结构是一种改进的无反场的SFRFQ结构 .对分离作用杆型RFQ加速结构在能量增益和横向稳定性两个方面进行了研究 ,最后还和光阑型SFRFQ结构进行了一些简单的比较 .

重离子整体分离环型RFQ加速器的研究

简单介绍了北京大学在高频四极场（ＲＦＱ）加速器方面的研究情况和取得的成果，包括束流动力学研究、ＲＦＱ腔的高频特性及工艺加工可行性等．现已研制成功一台２６ＭＨｚ整体分离环型ＲＦＱ加速器，其极间电压达８２ｋＶ，把Ｎ＋离子从２０ｋｅＶ加速到３００ｋｅＶ．