[发明专利]高频紧凑型低能量直线加速器设计

权利要求书

1.一种用于加速带电粒子的紧凑型射频四极“RFQ”加速器，所述RFQ加速器包括：

聚束部分，其被配置为具有窄的射频接受度，使得仅捕获入射在所述聚束部分上的未聚束的粒子束的一部分，并且其中所述聚束部分聚束所述粒子束的所述一部分，并且其中所述窄的射频接受度由具有大于-50度的同步相位的所述聚束部分的输入引起；

加速部分，其用于将所述粒子束的所聚束的部分加速到输出能量；以及，

用于供应射频功率的装置。

2.根据权利要求1所述的RFQ加速器，其中所述聚束部分进一步被配置为快速增加所述聚束部分的入射的所述粒子束的同步相位。

3.根据权利要求1或2所述的RFQ加速器，其中所述同步相位大于-30度。

4.根据权利要求1或2所述的RFQ加速器，其中所述聚束部分被配置为将所述聚束部分的入射的所述粒子束的所述同步相位增加到-25度与-15度之间。

5.根据权利要求1或2所述的RFQ加速器，其还包括径向匹配部分，所述径向匹配部分用于将入射在所述匹配部分上利用时间无关的聚焦的粒子束转换成利用时变聚焦的粒子束。

6.根据权利要求1或2所述的RFQ加速器，其中所述聚束部分的长度小于40cm。

7.根据权利要求1所述的RFQ加速器，其中所述用于供应射频功率的装置包括沿着所述RFQ加速器分布的多个射频电源。

8.根据权利要求1或2所述的RFQ加速器，其中所述用于供应射频功率的装置以大于500MHz。

9.根据权利要求1或2所述的RFQ加速器，其还包括用于调整磁场分布的一个或多个可调调谐器，所述可调调谐器中的每一个可借助于螺旋量规来调整。

10.根据权利要求9所述的RFQ加速器，其中每个所述可调调谐器具有调谐器头部，所述调谐器头部具有至少部分锥形形状，所述部分锥形形状具有圆形尖端。

11.根据权利要求10所述的RFQ加速器，其中所述部分锥形形状具有介于五分之三与五分之四之间的高度与半径比。

12.根据权利要求1或2所述的RFQ加速器，其中所述RFQ加速器的长度小于6m，并且所述输出能量为至少7MeV。

13.根据权利要求1或2所述的RFQ加速器，其中所述RFQ加速器的长度小于3m，并且所述输出能量为至少4MeV。

14.根据权利要求1或2所述的RFQ加速器，其中所述RFQ加速器包括至少两个谐振腔，所述至少两个谐振腔中的每一个通过叶片之间的漂移区与相邻的谐振腔隔开。

15.根据权利要求1或2所述的RFQ加速器，其中所加速的带电粒子包括质子、氘核和α粒子中的任一种。

16.一种使用紧凑型射频四极“RFQ”加速器加速带电粒子的方法，所述方法包括：

在聚束部分处仅捕获入射在所述聚束部分上的未聚束的粒子束的一部分，其中所述聚束部分被配置为具有窄的射频接受度，使得仅捕获所述粒子束的所述一部分，并且其中所述窄的射频接受度由具有大于-50度的同步相位的所述聚束部分的输入引起；

在所述聚束部分处聚束所述粒子束的所述一部分；

在加速部分处将所述粒子束的所聚束的部分加速到输出能量；以及

通过用于供应射频功率的装置供应射频功率。

17.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括通过使用所述RFQ加速器使目标物质处的带电粒子加速来产生锝、砹和氟化物中的至少一种。