[发明专利]等时性回旋加速器提高轴向聚焦力的磁极非对称镶条方法

摘要

本发明涉及回旋加速器的磁铁设计技术，具体涉及一种等时性回旋加速器提高轴向聚焦力的磁极非对称镶条方法。该方法通过有限元模型中镶条任意半径处需要增加的螺旋角，得到主磁铁有限元模型所采用的极坐标系下镶条的轮廓坐标，根据镶条的轮廓坐标加工镶条，进行等时性磁场的垫补。这种磁极非对称镶条方法可以提高等时性回旋加速器在大半径区域的轴向聚焦力，有效防止非线性共振产生。

主权项

1.一种等时性回旋加速器提高轴向聚焦力的磁极非对称镶条方法，包括如下步骤：(1)根据回旋加速器当前磁场的数据，利用粒子跟踪程序输出的轴向自由振荡频率v_z0，设计一条平滑且自由振荡频率值增大了的粒子轨道半径的曲线v_zideal；(2)利用轴向自由振荡频率公式得到磁极任意半径处的如下关系式：v_zidieal²-v_z0²＝F²(tan²(ξ₀+ξ_real)-tan²ξ₀)，通过该关系式解出有限元模型中镶条任意半径处需要增加的螺旋角ξ_real；其中，ε为粒子总能量，ε₀为粒子静止能量，ξ为螺旋角，F²为对称垫补至等时性磁场时，粒子跟踪程序计算得到的调变度，ξ₀为等时性磁场时粒子跟踪程序计算出轴向振荡频率v_z后，根据轴向自由振荡频率公式得到的等效螺旋角；(3)根据步骤(2)中得到的有限元模型中磁极任意半径处需要增加的螺旋角ξ_real，得到主磁铁有限元模型所采用的极坐标系下镶条的轮廓坐标；(4)根据镶条的轮廓坐标加工镶条，进行等时性磁场的垫补。