RFQ加速器通过现场技术测试达到连续质子束10毫安

发布时间：2014-07-24 16:14 原文链接： RFQ加速器通过现场技术测试达到连续质子束10毫安

　　7月17日至19日，ADS先导专项强流连续质子束超导直线加速器注入器II离子源、低能传输线和162.5MHz@2.1MeV ADS RFQ （射频四极）加速器（见图2），通过了中国科学院重大科技任务局组织的专家组进行的现场技术测试。

　　该项目RFQ加速器是用于ADS先导专项质子超导直线加速器注入器II的原型机，设计输出能量2.1MeV，流强10mA，频率162.5MHz，总长度4.2m，由中国科学院近代物理研究所和美国洛伦兹伯克利国家实验室（LBNL）合作设计，在科近泰基公司和近代物理所完成加工、焊接、准直安装和调试，高功率射频耦合器由近代物理所自主设计研发。2014年4月完成离子源、低能传输线、RFQ加速器及束流测试平台的总体安装。经过高功率老练和束流实验，目前已经成功实现10mA连续质子束稳定运行，达到项目设计指标。该RFQ从开始2-10mA连续质子束调试至今已超过一个月，其中10mA连续质子束多次进行试运行，每次连续试运行时间2-5小时，重复性和稳定性很好。

　　7月18日，来自北京大学、清华大学、中科院高能物理所和上海应用物理所的6位专家组成的测试组，对RFQ束流强度及其稳定性、束流能量与能散度、束流发射度、传输效率等关键技术指标进行了现场测试。测试结果表明，该RFQ在10mA质子连续束模式下能够持续稳定运行，束流强度在10mA水平上持续运行110分钟无大幅度波动（如图3所示）。其后，为便于其它束流参数测试，转为脉冲模式运行。经测试，RFQ出口能量达到2.165MeV、能散1.90%，水平和垂直方向归一化发射度（RMS）均为0.33pmm.mrad，RFQ传输效率达到95.3%。

　　RFQ实现10mA连续质子束稳定运行，是ADS先导专项质子超导直线加速器三大里程碑中的第一个。是继美国劳斯阿拉莫斯（LANL）国家实验室 LEDA RFQ后，国际上第二个达到或超过10mA的连续波质子束RFQ加速器, 也是目前国际上正在运行的连续波离子束RFQ加速器中束流强度最高的。强流连续质子束RFQ加速器在许多领域有重大应用，是目前国际上的热点研究领域，其核心关键技术仍然未完全突破，美国LEDA RFQ曾经在90-100mA情况下调试较长时间，部分部件损坏，目前已不能运行。测试组组长陈佳洱院士和测试组专家对近代物理所ADS项目组取得这一重大成果表示热烈祝贺，认为项目组克服技术上的巨大挑战，在如此短的时间内取得成功，获得国内第一、国际先进的重大成果，实属不易。同时希望项目组进一步深化研究，精益求精。

　　在19日的现场测试会上，近代物理所何源研究员代表项目组详细介绍了该RFQ加速器的研制和束流调试，测试组副组长、北京大学郭之虞教授代表测试组做了现场测试报告。专家组经过讨论，一致认可现场测试报告。

　　中国科学院重大任务局、高能物理所和近代物理所相关负责人及项目组成员参加测试会。