[发明专利]一种圆型加速器中实现高能等时性和工作路径稳定的方法

摘要

本发明公开了一种圆型加速器中实现高能等时性和工作路径稳定的方法，包括以下步骤：步骤一、根据注入能量、中间能量、引出能量和加速器尺寸范围要求，采用两扇正向磁铁的单元周期结构，设计满足等时性的回旋加速器整体结构；步骤二、在每个周期单元的两个正向磁铁间，插入相同形状的反向磁铁；步骤三、调节正向磁铁和反向磁铁的磁场；步骤四、调整磁铁的螺旋角。本发明在圆型加速器中引入了反向磁铁和螺旋角，在实现等时性的同时，稳定加速器在高能时的工作路径，避免了传统回旋加速器中工作路径不稳定带来的整数共振穿越问题，从而在加速器中实现高能连续束流的引出，解决目前圆型加速器束流难以达到多个MW以上的技术困难。

主权项

1.一种圆型加速器中实现高能等时性和工作路径稳定的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、根据注入能量、中间能量、引出能量和加速器尺寸范围要求，采用两扇正向磁铁的单元周期结构，设计满足等时性的回旋加速器整体结构；步骤二、在每个周期单元的两个正向磁铁间，插入相同形状的反向磁铁；步骤三、调节正向磁铁和反向磁铁的磁场；步骤四、调整磁铁的螺旋角；所述步骤三的调节正向磁铁和反向磁铁的磁场，具体为：计算所述注入、中间和引出能量的平衡轨道，对三条平衡轨道上磁铁上的磁场均作如下调整：(1)根据平衡轨道计算当前的径向tune值υ_r0；(2)调整反向磁铁上的磁场‑B_D，对应每一块正向磁铁上的磁场由B_F调整为B_F+B_D/2，计算包含正向磁场强聚焦作用修正后的径向tune值：其中，υ_r1为强聚焦作用项；(3)调整每个能量点上的B_D，保证每个能量上的径向tune值υ_r随能量的波动最小；通过三个能量点插值得到随能量或半径变化的B_D曲线，确定最终的正向和反向磁铁磁场曲线；所述步骤四的调整磁铁的螺旋角，具体为：根据当前的磁铁结构，计算注入、中间和引出能量对应的轴向tune值的平方值加入0‑65°范围内、不同大小的螺旋角，通过如下公式对轴向tune值进行修正：保证修正后的υ_z随能量的波动达到最小；其中，F为加速器磁场的调变度，通过三个能量点插值得到随能量或半径变化的螺旋角，确定最终的磁铁轮廓。