博士论文-中国散裂中子源快循环同步加速器中的空间电荷效应研究

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题名	博士论文-中国散裂中子源快循环同步加速器中的空间电荷效应研究
作者	许守彦
学位类别	博士
答辩日期	2011
授予单位	中国科学院研究生院
授予地点	北京
导师	方守贤 ; 王生
关键词	CSNS 空间电荷效应发射度增长束流损失涡流效应
学位专业	核技术及应用
中文摘要	空间电荷效应是限制中国散裂中子源（CSNS）快循环同步加速器（RCS）流强提高最重要的因素，空间电荷力可以产生频移，驱动共振，从而产生束晕，引起发射度增长，甚至造成束流损失。对高能强流质子加速器，较少的非可控束流损失就会造成严重的辐射问题，使加速器不能安全运行，所以有必要对空间电荷效应对束流的影响进行系统的研究。本文系统研究了CSNS/RCS不同阶段的空间电荷效应，以及各个因素对空间电荷效应的影响。分析了涂抹注入过程空间电荷效应影响束流分布的机制，通过对注入阶段的纵向优化及横向涂抹优化可以有效增大束团因子，改善束流分布，从而可以减小空间电荷效应对束流品质的影响。通过对加速过程的模拟，找到了对束流品质影响较大的共振线。分别模拟了升压曲线，名义工作点，空间电荷密度，色品校正六极铁，注入Local-Bump和Lattice类型等因素对空间电荷效应的影响。中国散裂中子源升级改造第三期CSNSⅢ把RCS注入束流动能提高到250MeV，RCS内储存粒子数提高到CSNS/RCS的五倍，打靶质子束功率升级到500KW，本文也对CSNSⅢ的快循环同步加速器做了模拟。在快循环同步加速器（RCS）中，金属真空盒上的涡流效应会引起真空盒的温度升高，为了使加速器能安全运行，有必要估算金属真空盒上涡流引起的热损耗功率及导致的真空盒温升大小。本文推导出了估算RCS中常用形状真空盒上的涡流发热功率的理论公式，并利用CSNS二极铁样机，对涡流效应进行了实验研究。最后用推导出的理论公式估算了质子治癌装置中真空盒的涡流发热，及CSNS/RCS中部分元件的涡流发热。
语种	中文
学科主题	核技术及应用
公开日期	2016-02-25
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209489]
专题	加速器中心_学位论文和出站报告中国科学院高能物理研究所_中国散裂中子源
作者单位	中国科学院高能物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	许守彦. 博士论文-中国散裂中子源快循环同步加速器中的空间电荷效应研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011.