强流质子同步加速器涂抹注入方法研究

分类： 核科学技术 >> 粒子加速器 提交时间： 2023-12-14

黄明阳 许守彦 王生

摘要： 空间电荷效应是强流质子加速器的核心问题之一，在注入和初始加速阶段其影响最大。采用相空间涂抹方法并优化其涂抹过程，可以有效地缓解空间电荷效应对束流注入和加速效率及发射度增长的影响。横向相空间涂抹方法可分为相关涂抹和反相关涂抹。在本文中，首先，我们对强流质子同步加速器的横向相空间涂抹方法进行深入研究，包括不同的涂抹方法和实现方式。其次，基于中国散裂中子源（CSNS）注入系统，对束流注入过程和反相关涂抹设计方案进行详细研究，深入探索实际垂直涂抹范围变小的原因和凸轨磁铁边缘聚焦效应对涂抹效果和束流动力学的影响。同时，简单介绍了在反相关涂抹机械结构基础上实现相关涂抹的方法及其对实现CSNS设计指标起到的关键作用。最后，根据未来加速器对不同涂抹注入方法在线切换的需求，我们提出了一种同时实现相关和反相关涂抹的新注入方案，并对其进行详细地论证、模拟和优化。

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