[发明专利]同步回旋加速器强磁场和高频变频的匹配方法

摘要

本发明公开了一种同步回旋加速器强磁场和高频变频的匹配方法，属于粒子回旋加速领域，其解决了平头磁极的磁场分布与高频变频不匹配的问题，方案主要包括主磁体，主磁体的两个磁极相对的磁极面为曲面，两个磁极中心对称设置。本发明基于强磁场垫补对理想频率曲线的微调和旋转电容对高频频率曲线的大范围调制，反复迭代实现两者的最佳匹配，从而保证加速过程中纵向相空间接受度的稳定，实现加速器中束流损失最小化和较低的活化水平。

主权项

1.一种同步回旋加速器强磁场和高频变频的匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，计算磁场分布B；S2，根据加速过程相空间接受度不变的要求，得到对应当前磁场分布的理想高频频率曲线f：S3，通过调整旋转电容的叶片数N和/或旋转速度，得到与曲线f拟合度最好的高频频率曲线F；S4，将步骤S2中的理想高频频率曲线与F相减获得△f；S5，将△f和f代入公式Max│△f/f│中，得到比值结果是否小于10^‑4；S6，比值结果小于10^‑4，则匹配结束；比值结果大于等于10^‑4，则根据比值结果改变磁极面(2)使磁场分布发生改变，重复步骤S1至步骤S4的过程，直至磁场调整量△B满足△B/B＝△f/f，匹配结束；粒子在加速过程中围绕同步粒子进行运动，使得处于加速器的E‑φ纵向相空间接受度椭圆内，纵向相空间可用哈密顿量表示为：其中，△E为E与同步粒子E_s的能量差，分别为粒子和同步粒子的加速相位，κ为加速器电磁场和同步粒子相关的参数；公式(1)中的参数κ可用下列公式表示：其中，q为粒子带电荷量，Γ为时间常数，h、V_d分别为高频谐波数和峰值电压，E_s、ω_s为同步粒子的能量和回旋频率；公式(2)中的时间常数Γ可用下列公式表示：其中，n、β_s分别为场指数和同步粒子动量常数。