100MeV强流质子回旋加速器轴向注入系统和中心区物理设计

摘要

100MeV强流质子回旋加速器设计的引出质子束流强为大于200μA,并计划提供脉冲束流．轴向注入系统设计有两条注入线,即1#和2#注入线．1#注入线利用负氢束的中性化以解决强流连续束流的注入,为保证达到高中性化程度,横向聚焦均采用磁元件;2#注入线的设计目的主要是提供一定流强的脉冲化束流,由于脉冲化负氢束的中性化过程难以建立,因此,横向聚焦元件均为静电元件．两条线合理的结构设计使得注入系统可方便切换运行模式．采用包含空间电荷力的光学计算程序,匹配不同中性化程度的注入束流光学特性,匹配工作的重点在于高达40°的高频相位接收度．从离子源出口到粒子加速前15圈的连续匹配计算结果表明:所设计的注入系统可有效地控制束流包络,减少束流损失; 中心区高的高频接收度使设计的100MeV质子回旋加速器具有加速强流负氢束的能力．