高流强RFQ质子加速器研制

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1、第43卷增刊原子能科学技术Vo1．43，Supp1．2009年12月AtomicEnergyScienceandTechnologyDec．2009。-__I-_-同口流强RFQ质子加速器研制傅世年，关遐令(1．中国科学院高能物理研究所，北京100049；2．中国原子能科学研究院，北京102413)摘要：在国家“973”计划洁净核能项目的支持下，中国科学院高能物理研究所与中国原子能科学研究院合作，建成了我国首台强流质子加速器。它是1台四翼型结构的射频四极(radiofrequencyqaudrupole，RFQ)加速器，这种先进加速结构可为来自离子源的低

2、能强流束提供周期性强聚焦，并同时在纵向对束流进行聚柬和加速。我国建成的这台RFQ加速器束流能量为3．5MeV，脉冲流强达46mA，束流工作比大于7。本文将介绍这台RFQ加速器的物理设计、研制、调试和出束实验的结果。关键词：强流质子束；射频四极加速器；加速器驱动的次临界系统中图分类号：TI53文献标志码：A文章编号：1000—6931(2009)SO0159一O6DevelopmentofHighIntensityRFQProtonAcceleratorFUShi—nian。GUANXia—ling。(1．InstituteofHighEnergyPhys

3、ics，ChineseA(ademyofSciences，Beijing100049．Chins：2．ChinaInstituteD／AtomicEnepg．Y，Beijing102413，China)Abstract：Thefirsthighintensityprotonradio—frequencyqaudrupole(RFQ)acceleratorwithfour—vanestructurewasbuiltincollaborationbetweenInstituteofHighEnergyPhysicsandChinaInstituteofAto

4、micEnergyunderthesupportoftheaccelerator——driv—encleannuclearenergyprogramintheStateKeyBasicResearchProjectinChina．TheadvancedacceleratingstructurecanprovideaperiodicalstrongfocusingtOthelow—energyhigh—currentbeamfromanionsource，whilebunchingandacceleratingthebeaminlongitudinaldi

5、rection．TheRFQacceleratesprotonbeamof46mApulsecurrenttO3．5MeVatmorethan7dutyfactor．Thephysicsdesign，experimentalstudyandbeamcommissioningoftheRFQareintroducedinthispaper．Keywords：highintensityprotonbeam；radio—frequencyqaudrupoleaccelerator；accel—eratordrivensubcriticalsystem近年来，我

6、国核电事业进人了新一轮快速指出，到2050年，我国的核电占一次能源总量发展期。《2050年我国的能源需求》研究报告的比重要提高到12．5(占电力装机容量的根据对国家中长期能源发展形势和前景的分析20)。但我国核能大规模可持续发展将会遇收稿日期：2009—08—25；修回日期：2009一lO一20基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目(G1999022600)作者简介：傅世年(1956一)，男，四川三台人，研究员，博士，粒子加速器专业160原子能科学技术第43卷到铀资源匮乏、长寿命放射性废物的环境安全但强流RFQ加速器的结构特殊，对束流有害等难题。加速

7、器驱动的次临界系统(Accelera—的射频场模式与工作模式的频率间隔小，加速torDrivenSubcriticalSystem，ADS)是新一代结构复杂，曲面的精度要求较高，加速腔体温度的裂变核能装置，由于其在安全性、资源利用控制要求严格，无论是物理设计、研制工艺、测率、核废物处理等方面的综合优越性，国际原子量调试还是稳定运行，均有一系列技术挑战。能机构把它列入新型核能系统，称之为“新出现在我国建成的这台强流质子RFQ加速器输出的核废物嬗变及能量产生的核能系统”。这个能量为3．5MeV，脉冲流强达46mA，工作比新型系统集强流质子加速器和带有散裂靶的

8、次超过7，束流传输效率高达93。本文将介临界反应堆为一体，其技术复杂，有大量物理