增强中能超导回旋加速器引出区Vr等于1共振处磁刚度的方法技术

技术编号:14065662 阅读:115 留言:0更新日期:2016-11-28 11:27
本发明专利技术属于回旋加速器设计技术,具体涉及一种增强中能超导回旋加速器引出区Vr等于1共振处磁刚度的方法。该方法将中能超导回旋加速器的低温恒温器筒体部分材料改为电工纯铁或低碳钢导磁材料,通过计算确定低温恒温器筒体导磁材料与非导磁材料的尺寸,从而使得粒子跟踪程序输出的径向震荡频率vr=1处的磁刚度最大。本发明专利技术可以在不增加加速器尺寸、不增加励磁电流的情况下获得更高的加速能量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于回旋加速器设计技术,具体涉及一种增强中能超导回旋加速器引出区Vr等于1共振处磁刚度的方法
技术介绍
在回旋加速器中,粒子所能达到的最终能量由磁刚度决定,磁刚度标明了弯转半径的值和在该半径上的磁场强度,磁刚度是粒子动能的函数,可表达为公式(1): B · ρ = 1 300 Z [ k 2 + 2 k · E 0 ] 1 / 2 - - - ( 1 ) ]]>式中Z为粒子的电荷态,k为动能(MeV),E0为静止能量(MeV)。根据回旋加速器的等时性原理,有 B 0 ( r ) = B c e n t e r γ ( r ) = B c e n t e r c 2 c 2 - ( ω 0 r ) 2 - - - ( 2 ) ]]>式中Bcenter是中心磁场,c为光速,ω0为粒子回旋频率,r为回旋半径。给定磁场与回旋频率Bcenter、ω0,由公式(2)可以给出理论等时场。根据公式(2),回旋加速器等时性磁场随半径递增。等时性回旋加速器的自由振荡频率近似表达式为: v z 2 = n + N 2 N 2 - 1 · F · ( 1 + 2 tan 2 ξ ) - - - ( 3 ) ]]> v r 2 = 1 - n + 3 · N 2 ( N 2 - 1 ) · ( N 2 - 4 ) · F · ( 1 + 2 tan 2 ξ ) - - - ( 4 ) ]]>式中调变度F由下式决定: F = 1 - < B 2 > < B > 2 = α · ( 1 - α ) · ( B h i l l - B v a l l e y ) 2 ( α · B h i l l + ( 本文档来自技高网...
增强中能超导回旋加速器引出区Vr等于1共振处磁刚度的方法

【技术保护点】
一种增强中能超导回旋加速器引出区vr=1共振处磁刚度的方法,包括如下步骤:(1)利用现有的回旋加速器设计方法给出符合中能回旋加速器束流动力学要求的初步磁铁设计方案;(2)以步骤(1)的初步磁铁设计方案为基础,在不改变磁极半径以及不增加励磁电流的情况下,将中能超导回旋加速器的低温恒温器筒体部分非导磁材料改为导磁材料;(3)利用有限元模型优化计算中能超导回旋加速器的低温恒温器筒体外筒壁导磁材料的高度和/或内筒壁导磁材料的高度和/或恒温器导磁材料的壁厚和/或恒温器内筒壁距离中能超导回旋加速器磁极边缘的距离,并适当减小步骤(1)的初步磁铁设计方案中的超导主磁铁磁极角宽度,使得计算得到的磁场分布满足等时性的条件。

【技术特征摘要】
2016.07.29 CN 20161061394641.一种增强中能超导回旋加速器引出区vr=1共振处磁刚度的方法,包括如下步骤:(1)利用现有的回旋加速器设计方法给出符合中能回旋加速器束流动力学要求的初步磁铁设计方案;(2)以步骤(1)的初步磁铁设计方案为基础,在不改变磁极半径以及不增加励磁电流的情况下,将中能超导回旋加速器的低温恒温器筒体部分非导磁材料改为导磁材料;(3)利用有限元模型优化计算中能超导回旋加速器的低温恒温器筒体外筒壁导磁材料的高度和/或内筒壁导磁材料的高度和/或恒温器导磁材料的壁厚和/或恒温器内筒壁距离中能超导回旋加速器磁极边缘的距离,并适当减小步骤(1)的初步磁铁设计方案中的超导主磁铁磁极角宽度,使得计算得到的磁场分布满足等时性的条件。2.如权利要求1所述的增强中能超导回旋加速器引出区vr=1共振处磁刚度的方法,其特征在于:步骤(1)中所述的现有的回旋加速器设计方法包括公知的磁场计算程序及粒子跟踪程序...

【专利技术属性】
技术研发人员:张天爵王川李明尹蒙崔涛吕银龙
申请(专利权)人:中国原子能科学研究院
类型:发明
国别省市:北京;11

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