重离子同步加速器慢引出研究

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本文对慢引出的概念进行了阐述,讨论了六极铁对色品和共振的影响。文中将多六极铁对束流的共振作用用矢量进行了描述,通过矢量描述,可以非常直观的分辨出每一块六极铁对束流的共振作用以及等效六极铁的强度和相位。此外,也介绍了RF-KO对束流的作用,并详细阐述了RF-KO的频率调制、幅度调制对引出束流的时间结构所产生的影响。  为了验证模拟工作的正确性,首先对日本群马大学已经运行的装置GHMC进行了介绍,并对它的引出设计进行了阐述和分析,对它的引出过程进行了软件模拟,模拟结果与NIRS的模拟结果完全一致。  CSRm是兰州重离子加速器国家实验室的一台同步加速器。2013年1月,在CSRm上进行了慢引出实验。根据调试参数,对CSRm慢引出实验过程进行了模拟,模拟结果较好的解释了实验状态。根据模拟结果,结合调试情况,针对改善CSRm慢引出的引出效率和束流均匀性提出了改进方案。  HIMM是中国首台拥有自主知识产权的重离子治疗专用装置。本文对HIMM的慢引出进行了设计和模拟。它采用RF-KO引出方式,利用8块六极铁来实现慢引出,六极铁关于环呈中心对称分布,其中4块用于色品校正,另外4块用于共振驱动。为了充分利用真空室的孔径,在引出平台采用了3-bump凸轨。文中对束流在静电偏转板入口的相图以及束流引出前最后三圈的轨道进行了模拟。除此以外,还考虑了不同六极铁的设置对束流引出角度的影响,并将快四极铁对引出束流分布的影响、静电偏转板电压的变化对引出束轨道的影响进行了评估。最后考虑了动量分散对束流引出的影响并通过模拟给出了引出束流与高能束线的初始匹配参数。从计算结果来看,HIMM的慢引出设计是一个合理的设计。
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