SSC直线注入器RFQ腔体多物理场分析

作     者：王静 黄建龙 张小奇 何源 杨雅清 陆元荣 朱昆 WANG Jing;HUANG Jianlong;ZHANG Xiaoqi;HE Yuan;YANG Yaqing;LU Yuanrong;ZHU Kun

作者机构：兰州理工大学兰州730000 中国科学院近代物理研究所兰州730000 北京大学核物理与核技术国家重点实验室北京100871 

出 版 物：《原子核物理评论》 (Nuclear Physics Review)

年 卷 期：2016年第33卷第4期

页      面：437-441页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11079001 91026001) 

主　　题：SSC-LINAC RFQ 多物理场耦合 频率漂移 有限元 

摘      要：SSC-LINAC是为兰州重离子研究装置(HIRFL)设计的直线注入器,它将U34+离子加速到1 Me V/u注入到分离扇回旋加速器(SSC)中,为冷却储存环(CSR)提供10 Me V/u的U34+。该注入器可以将SSC引出的重离子流强提高一个量级以上。SSC-LINAC由一个RFQ(Radio Frequency Quadrupole)加速器和4个DTL(drift tube linac)组成,设计频率为53.667 MHz。RFQ工作在连续波模式,设计功率30 k W,如果不能有效地冷却,高频电流在电极表面产生的热量会使RFQ的腔壁和电极发生形变,从而导致腔体频率的漂移以及加速和聚焦电场的改变。因此,为了保证连续波工作的RFQ加速器稳定运行,对水冷模式和通道设计提出了很高的要求。作者用有限元软件ANSYS对RFQ进行高频电磁场、温度场、结构应力的耦合分析,验证了冷却方案设计的可行性和可靠性。