2-42 直线感应加速器加速腔设计与检测

王华岑 张开志 邹勇 赖青贵 邓建军 丁伯南

  直线感应加速器(LIA)是由一台注入器和一系列加速腔串接而成,加速器的整性能取决于腔的性能。同时,由于腔-束间的相互作用而产生的BBU(Beam Break–Up)不稳定性以及

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1 MODI加速腔示意图                                 2 加速腔横向耦合阻抗   

  磁轴和加速器几何轴准直误差和光学元件的色差所产生的束流Corkscrew运动,又会对束品质产生负面影响。因而,LIA加速腔设计要尽可能降低横向耦合阻抗,改善加速腔脉冲电压平顶,减小磁轴与机械轴准直误差,同时要保持良好的高压性能,提高加速梯度。

  设计的f 528mm´424mm电子LIA加速腔(MODI)(1),加速间隙19.2mm,内置11块铁氧体大环。设计加速束流3kA,工作电压250kV。图2是腔的横向耦合阻抗测量曲线,倒三角标明的最大值为Z^ =568W/m,相应谐振频率为762MHz。实测磁轴相对机械轴的偏心和倾斜分别为0.1mm1mrad。加速腔产生的加速电压波形电压幅度252kV,平顶(电压变化±1%)宽度74ns。同类加速腔的性能比较见表1

1 中外加速腔性能比较

加速腔

铁氧体
大环数目

大环尺寸/mm(外径-内径-厚度)

工作电压/kV

平顶/ ns

横向阻抗/W × m-1

磁轴偏心/mm

磁轴倾斜/mrad

MODI(中)

11

508-237-25.4

250

74

568

0.1

1

DARHT(美)

11

503-250-25.4

250

60

680

0.2

2

PIVAIR(法)

11.5

500-250-25.4

250

60

未测

0.2

2

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