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申请/专利权人：中国原子能科学研究院

摘要：本发明公开了一种高能、高功率圆形加速器及抑制或利用整数共振的方法，该加速器包括多磁回路扇形磁铁、整数共振抑制器、引出区的磁场结构、束流整形机构；该抑制共振方法：估算GeV量级的高能量圆形加速器穿越整数共振时的径向振荡幅;设定添加的n次谐波磁场，通过分别调整第一和第二线圈产生的n次谐波磁场的幅度和相位，将径向振荡幅度减小或抵消;该利用整数共振方法：束流对中方式注入；当束流正向穿越整数共振线时，使用整数共振抑制器控制偏转板处的径向振荡的幅度、相位，扩大引出圈间距。首次提出了通过调整抑制器线圈电流对穿越整数共振的振幅进行控制，将束流对中注入、利用和控制整数共振的幅度和相位有机组合，取得了组合以后的效果。

主权项：1.一种高能、高功率圆形加速器，其特征在于，包括用于提高轴向聚焦力的多磁回路扇形磁铁、用于抑制整数共振的整数共振抑制器、用于高功率加速器引出区的磁场结构、以及用于多级加速器组合中末级前加速器引出的束流整形机构；所述多磁回路扇形磁铁为所述引出区磁场结构提供轴向聚焦力；所述整数共振抑制器为所述引出区磁场结构提供可控的径向振荡振幅和相位；所述引出区的磁场结构使径向工作点vr快速接近半整数、配合所述整数共振抑制器对于引出圈间距的优化、使得引出圈间距可以扩大至接近三倍；所述用于提高轴向聚焦力的多磁回路扇形磁铁沿着加速器中心平面上下两层均匀布设在加速器环形真空室内，该多磁回路扇形磁铁，包括磁极大半径处的回轭、一端连接回轭、另一端向加速器中心延申的磁极盖板、以及磁极盖板下表面或上表面的多个凸起的扇形磁极；该多个凸起的扇形磁极包括一个主磁极和一个以上的非主磁极，该一个主磁极上缠绕励磁线圈，该一个以上非磁极上不缠绕励磁线圈，主磁极的体积大于非主磁极的体积；所述主磁极分别和回轭、非主磁极构成磁场回路；所述励磁线圈包括超导励磁线圈和非超导励磁线圈；所述用于抑制整数共振的共振抑制器由多组抑制线圈组组成、该多组抑制器线圈组沿加速器圆周方向均匀布设在无磁铁、且无高频腔的漂移节区域内；所述用于抑制整数共振的共振抑制器，按照产生可调相位的n次谐波磁场的需要，沿加速器周向布设4n个共振抑制线圈组,该4n个抑制器线圈组环绕并均匀分布于加速器环形真空室的大半径处；每个抑制器线圈组设有第一线圈和第二线圈，第一线圈和第二线圈相位上有一定的差距，磁场相位上的差距由线圈电流决定；所述引出区的磁场结构布设在多磁回路扇形磁铁的主磁极上，该多磁回路扇形磁铁沿着加速器中心平面上下两层均匀布设在加速器环形真空室内；该布设在多磁回路扇形磁铁主磁极上的引出区的磁场结构为复合型二段式磁极结构，该复合型二段式磁极结构用于束流将要达到引出能量时使得磁气隙开始快速下降；所述复合型二段式磁极结构将磁极结构将沿着加速器径向分为二段，ab段和bc段，靠近加速器中心的ab段为等时性磁极段、靠近加速器大半径的bc段为非等实性段，在非等时段磁极上安装精调线圈，线圈产生的磁场用于精细调整平均磁场Bav，以及精细调整磁场梯度，达到精细调节径向工作点的目的；所述用于多级加速器组合中末级前加速器引出的束流整形机构，在末级前加速器引出区偏转板前，加入剥离膜，该剥离膜用于提前把将轰击在引出偏转板束晕粒子剥离掉；生成所述n次谐波磁场需要4n个共振抑制线圈组；该4n个共振抑制线圈组沿着加速器圆周方向等间距均匀分布；并依次编号1～4n；当产生可调相位的n次谐波磁场时，n次谐波磁场由n个共振抑制线圈组组成1st组，编号的通项公式为4i+1，形成固定相位的n次谐波磁场；为了保证平均磁场不变，还需要另外n个电流相反的共振抑制线圈组成2nd组，编号的通项公式为4i+3，1st组与2nd组共振抑制线圈形成了形成固定相位的n次谐波磁场且平均磁场不变；为了产生可调相位的n次谐波磁场，还需要与另外两组与1st组、2nd组正交的共振抑制线圈3rd组、共振抑制线圈4th组，共振抑制线圈3rd组的编号的通项公式为4i+2，共振抑制线圈4th组的通项公式为4i+4，i取值范围为0到n-1,共四组共振抑制线圈单元；1st组的电流分配为2nd组的电流分配为3rd组的电流分配为4th组电流分配为所述第一线圈的位置是整数共振前的位置，第二线圈的位置是整数共振后的位置，所述第一线圈所覆盖的径向范围为整数共振前5～10圈的轨道宽度；所述第二线圈所覆盖的径向范围为整数共振后5～10圈的轨道宽度。

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百度查询： 中国原子能科学研究院 高能、高功率圆形加速器及抑制或利用整数共振的方法