回旋加速器虛擬樣機諧振腔設(shè)計研究.pdf

1、回旋加速器目前廣泛應(yīng)用于國防基礎(chǔ)科學(xué)研究，同位素生產(chǎn)以及診斷、治療等醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域。高頻系統(tǒng)是回旋加速器中最重要的兩個關(guān)鍵部分之一，高頻系統(tǒng)的主要部件是諧振腔，它的任務(wù)在于為離子提供回旋加速所必需的高頻電壓，其工作狀況對于加速器的性能有很大的影響。一個好的諧振腔應(yīng)在工作頻率可調(diào)，且工作負載等條件變化的情況下具有高度的穩(wěn)定性。 基于一臺已有的30MeV回旋加速器的諧振腔，對腔體的諧振頻率、空載品質(zhì)因數(shù)、電壓分布等參數(shù)進行了研究，對比

2、了傳統(tǒng)的等效傳輸線設(shè)計方法與基于三維電磁場數(shù)值分析的設(shè)計方法，利用有限元計算方法探討了網(wǎng)格剖分精度、建模方法、對稱條件對計算精度的影響。研究了在調(diào)整微調(diào)電容間距、腔體長度、內(nèi)桿半徑等諧振腔結(jié)構(gòu)參數(shù)的情況下諧振腔電磁場參數(shù)的變化規(guī)律。得到的計算結(jié)果和實際測量結(jié)果的誤差在工程允許的范圍之內(nèi)，表明基于有限元的軟件能夠很好的計算類似回旋加速器高頻諧振腔這樣具有復(fù)雜邊界的腔體結(jié)構(gòu)，可用于加速器的物理設(shè)計及工程設(shè)計。 以100MeV強流負氫