非对称磁聚焦结构的同步加速器制造技术

本发明专利技术涉及一种带电粒子同步加速器磁聚焦结构的设计方法技术领域，尤其是涉及一种非对称磁聚焦结构的同步加速器。包括有引入切割磁铁装置（９）、脉冲注入磁铁（６）、内靶装置（４）、电子冷却装置（５）、高频加速装置（１０）、八个同步加速器弯曲段（１－１至１－８）和八个同步加速器直线段（２－１至２－８）。其通过一个带电粒子运行在其中的环形真空管道，以及布置在环形管道上的磁铁元件、加速元件、束流诊断元件、注入引出元件和实验平台。有效的利用同步加速器空间，安装尽可能多的核物理、原子物理实验平台，最大限度的降低制造成本和安装体积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种带电粒子同步加速器磁聚焦结构的设计方法
，尤其是涉及一种非对称磁聚焦结构的同步加速器。
技术介绍
-同步加速器是一种带电粒子在环形轨道上实现积累和加速的装置，广泛应用于核物理、原子物理实验研究和辐照材料、癌症治疗等应用研究领域。公知的同步加速器都是具有若干个周期节的对称环形结构。带电粒子在环形真空管道内循环运动，布置在环形轨道上的二极磁铁、四极磁铁、六极磁铁等产生的磁场约束和弓I导着带电粒子束流的运动，使束流在同步加速器不同位置具有不同的尺寸，沿同步加速器环形轨道上每一点处的束流尺寸依次连接起来，构成了同步加速器束流包络图。公知的同步加速器都是由若干个周期节连接而成，每个周期节都具有相同的束流包络图，束流尺寸沿着同步加速器环形轨道周期性变化。这种对称性磁聚焦结构的缺点是同步加速器对称位置上的束流尺寸相同，导致在同步加速器对称位置上只能布置对束流尺寸要求相同或近似的元件。对于对称磁聚焦结构的同步加速器，两个长直线节的束流包络相同，因此不能很好的同时满足两者需求。这种缺点导致需要用更多的直线节来满足的物理实验装置要求，造成同步加速器尺寸增大，建造费用提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种非对称磁聚焦 结构的同步加速器，有效解决了现有技术中存在的问题。本专利技术的目的可以通过采用以下技术方案来实现所述的非对称磁聚 焦结构的同步加速器，其特点在于所述的同步加速器包括有引入切割磁 铁装置(9)、脉冲注入磁铁(6)、内靶装置(4)、电子冷却装置(5)、高 频加速装置(10)、八个同步加速器弯曲段(1-1至1-8)和八个同步加速 器直线段(2-l至2-8)。所述的同步加速器弯曲段(卜l)包括有两个二极磁铁(3-1、 3-2); 同步加速器弯曲段(1-2)包括有两个二极磁铁(3-15、 3-16);同步加速 器弯曲段(1-3)包括有两个二极磁铁(3-13、 3-14);同步加速器弯曲段 (1-4)包括有两个二极磁铁(3-11、 3-12);同步加速器弯曲段(1-5)包 括有两个二极磁铁(3-9、 3-10);同步加速器弯曲段(1-6)包括有两个二 极磁铁(3-7、 3-8);同步加速器弯曲段(1-7)包括有两个二极磁铁(3-5、 3-6);同步加速器弯曲段(1-8)包括有两个二极磁铁(3-3、 3-4)。所述的同步加速器直线段(2-1)包括有三个四极磁铁(7-1、 7-2、 7-3) 和三个六极磁铁(8-1、 8-2、 8-3);同步加速器直线段(2-2)包括有六个 四极磁铁(7-4、 7-5、 7-6、 7-7、 7-8、 7-9);同步加速器直线段(2-3) 包括有三个四极磁铁(7-10、 7-11、 7-12)和三个六极磁铁(8-10、 8-11、 8-12);同步加速器直线段(2-5)包括有三个四极磁铁(7-13、 7-14、 7-15) 和三个六极磁铁(8-7、 8-8、 8-9);同步加速器直线段(2-6)包括有四个 四极磁铁(7-16、 7-17、 7-18、 7-19);同步加速器直线段(2-7)包括有 三个四极磁铁(7-20、 7-21、 7-22)和三个六极磁铁(8-4、 8-5、 8-6)。所述的引入切割磁铁装置(9)、脉冲注入磁铁(6)和电子冷却装置(5)设置在同步加速器直线段(2-6)中；所述的内靶装置(4)设置在同步加 速器直线段(2-2)中；所述的高频加速装置(10)设置在同步加速器直线 段中，其为单个或多个。所述的非对称磁聚焦结构的同步加速器，其包括一个带电粒子运行在 其中的环形真空管道，以及布置在环形管道上的磁铁元件、加速元件、束 流诊断元件、注入引出元件和实验平台。有效的利用同步加速器空间，安 装尽可能多的核物理、原子物理实验平台，最大限度的降低制造成本和安 装体积。附图说明图1为本专利技术最佳实施例的同步加速器结构原理示意图2为本专利技术最佳实施例的同步加速器中重离子束流包络图。具体实施例方式以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述见图1，所述的非对称磁聚焦结构的同步加速器，其特点在于所述的同步加速器包括有引入切割磁铁装置9、脉冲注入磁铁6、内靶装置4、电 子冷却装置5、高频加速装置10、八个同步加速器弯曲段1-1至1-8和八 个同步加速器直线段2-1至2-8。所述的同步加速器弯曲段1-1包括有两个二极磁铁3-1、 3-2;同步加 速器弯曲段1-2包括有两个二极磁铁3-15、 3-16;同步加速器弯曲段l-3 包括有两个二极磁铁3-13、 3-14;同步加速器弯曲段1-4包括有两个二极 磁铁3-11、 3-12;同步加速器弯曲段1-5包括有两个二极磁铁3-9、 3-10; 同步加速器弯曲段l-6包括有两个二极磁铁3-7、 3-8;同步加速器弯曲段61- 7包括有两个二极磁铁3-5、 3-6;同步加速器弯曲段l-8包括有两个二 极磁铁3-3、 3-4。所述的同步加速器直线段2-1包括有三个四极磁铁7-1、 7-2、 7-3和 三个六极磁铁8-1、 8-2、 8-3;同步加速器直线段2-2包括有六个四极磁铁7- 4、 7-5、 7-6、 7-7、 7-8、 7-9;同步加速器直线段2-3包括有三个四极 磁铁7-10、 7-11、 7-12和三个六极磁铁8-10、 8-11、 8-12;同步加速器直 线段2-5包括有三个四极磁铁7-13、 7-14、 7-15和三个六极磁铁8-7、 8-8、8- 9;同步加速器直线段2-6包括有四个四极磁铁7-16、 7-17、 7_18、 7-19; 同步加速器直线段2-7包括有三个四极磁铁7-20、 7-21、 7-22和三个六极 磁铁8-4、 8-5、 8-6。所述的引入切割磁铁装置9、脉冲注入磁铁6和电子冷却装置5设置在 同步加速器直线段2-6中；所述的内耙装置4设置在同步加速器直线段2-2 中；所述的高频加速装置10位两个，分别设置在同步加速器直线段2-3和2- 7中。所述的非对称磁聚焦结构的同步加速器，其八个同步加速器弯曲段l-l 至1-8和八个同步加速器直线段2-1至2-8使带电粒子束流方向发生改变。 带电粒子偏转的角度决定于二极磁铁在束流轨道上产生的磁场强度。所述的非对称磁聚焦结构的同步加速器中束流的包络由布置在直线段 的二十二块四极磁铁7-1至7-22控制，四极磁铁根据作用不同分为水平聚 焦磁铁和水平散焦磁铁。带电粒子束流通过水平聚焦磁铁后，水平尺寸开 始变小，垂直尺寸开始增大，水平散焦磁铁相反。聚焦和散焦能力由四极 磁铁在束流轨道上产生的磁场变化率决定。带电粒子在同步加速器中的包络，主要由二极磁铁和四极磁铁在轨道 上产生的磁场决定。由于轨道的限制，对于同样能量的带电粒子，二极磁铁在轨道上产生的磁场是确定的刚好能够使理想粒子沿真空管道的中心 运行，否则，带电粒子会因为碰到真空管壁而损失。而对于同样能量的带 电粒子，四极磁铁在轨道上产生的磁场变化率可以在一定范围内调整，调 整原则是在全部四极磁铁的作用下，束流能够在同步加速器中稳定运行。所述的非对称磁聚焦结构的同步加速器的结构设计，是通过调整四极 磁铁在轨道上产生的磁场变化率大小，满足物理实验对同步加速器不同位 置上束流尺寸的要求。图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非对称磁聚焦结构的同步加速器，其特征在于：所述的同步加速器包括有引入切割磁铁装置（９）、脉冲注入磁铁（６）、内靶装置（４）、电子冷却装置（５）、高频加速装置（１０）、八个同步加速器弯曲段（１－１至１－８）和八个同步加速器直线段（２－１至２－８）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏佳文，杨建成，刘勇，冒立军，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]