[发明专利]一种回旋加速器中利用一次谐波调节粒子轨道对中的方法

说明书

本发明公开一种回旋加速器中利用一次谐波调节粒子轨道对中的方法，包括如下步骤：通过8个关于中平面上下对称的线圈产生矫正磁场；布局各线圈的位置和通入电流，使之能够生成幅值和相位任意可调的一次谐波；根据粒子轨道实际的偏心程度，调整线圈通电流的大小和方向，优化粒子轨迹的对中。本发明原理简单可靠，通过控制加速器外部直流电源，结合加速器束流检测的实时反馈，可以做到在加速器调试运行过程中在线调节，可行性高，可操作性强，相对于传统修改DEE板形状或修改离子源位置等方法，可以做到在加速器调试运行过程中实时调节，增加了调节的灵活性，提高了调节的准确性。

技术领域

本发明属于回旋加速器技术领域，具体涉及到一种调节粒子轨道对中的方法，更具体的是一种回旋加速器中利用一次谐波调节粒子轨道对中的方法。

背景技术

在加速器中心区设计中，轨道对中是非常重要的一个指标。因为粒子的平衡轨道通常是关于圆心对称的，若加速轨道没有对中好，则粒子在加速过程中会偏离平衡轨道太远，造成径向振幅大大增加。如果径向振幅太大，超出了相应平衡轨道的径向接受度，粒子甚至会丢失。

通常在加速器中心区设计时，通过调整DEE板几何形状,改变离子源位置(内离子源情况)，调整偏转板的参数(外部离子源的情况)等方法优化粒子对中，这些方法依赖于中心区的设计，其准确性取决于设计人员的经验和水平，而且不能在调试运行过程中实时进行调节，调节手段不够灵活。

另外，加速器每次安装拆卸过程中由于磁铁安装的误差，磁场不可能达到理想值，这都会对粒子轨迹造成或多或少的影响，因此根据加速器实际运行过程中粒子轨迹的偏心程度，进行实时调节很有必要。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种回旋加速器中利用一次谐波调节粒子轨道对中的方法，根据一次谐波造成轨道整体偏移的特性，在中心区设置若干线圈，通过调节线圈的电流大小和方向构造出具有合适幅值和相位的一次谐波，使粒子轨迹整体偏移，从而调节轨迹对中，通过这种方法可以做到在加速器运行调试过程中实时调节，增加调节的准确性，而且结构简单，易于实现。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种回旋加速器中利用一次谐波调节粒子轨道对中的方法，包括如下步骤：

步骤一：在回旋加速器磁场的极值点附近区域放置八个相同的线圈，将线圈覆盖住极值点附近区域；

步骤二：将八个线圈分为四对线圈，其中，第一对线圈包括上下对称设置的第一线圈和第二线圈，第二对线圈包括上下对称设置的第三线圈和第四线圈，第三对线圈包括上下对称设置的第五线圈和第六线圈，第四对线圈包括上下对称设置的第七线圈和第八线圈，再将第一对线圈、第二对线圈、第三对线圈和第四对线圈分为两组，第一组线圈包括对称设置的第一对线圈和第三对线圈，第二组线圈包括对称设置的第二对线圈和第四对线圈；

步骤三：将同一组的两对线圈的轴线呈180°设置；

步骤四：将第一组线圈和第二组线圈的轴线之间呈70°-110°设置；

步骤五：将每个线圈通过电流引线与加速器主机外部的直流电源相连；

步骤六：每对线圈内的两个线圈通入大小和方向均相同的电流；

步骤七：同一组内的两对线圈通入大小相同、方向相反的电流；

步骤八：通入电流后，第一组线圈内的四个线圈共同产生第一独立谐波，第二组线圈内的四个线圈共同产生第二独立谐波，根据第一独立谐波和第二独立谐波的矢量和，即得到一次谐波；