100MeV回旋加速器中心区实验台架的磁场测量和垫补

论文摘要

随着科技的发展以及人们对强流束需求的提高，人们对经典回旋加速器的关注度变得越来越小，紧凑型强流回旋加速器因为其自身的优点越来越受到人们的关注。然而，紧凑型强流回旋加速器因为其磁极间气隙小，所以主磁铁的内部缺陷、机械加工的误差和安装误差等等因素对中心平面的磁场分布的影响就相对明显，因此，实际的磁场难免会偏离理想的等时性磁场，且这些因素所产生的某些非理想谐波场也是影响加速器束流品质的主要原因。只有通过对中心平面的磁场分布进行测量和垫补，才能有效的减少或者消除非理想场，提高加速器引出束流的品质。本课题结合了中国原子能科学研究院串列升级工程中100MeV紧凑型强流回旋加速器的设计和建造而完成的。在100MeV回旋加速器中，粒子的加速圈数大约为450圈，为了获得好的束流品质，要求的粒子的积分滑相控制在±30°之内，即要求中心平面的磁场误差△B／B＜1.18×E-04。对于原有的CYCIAE-30回旋加速器的磁场测量系统的设计方法是无法完成上述要求的。因此，只有通过对100MeV回旋加速器中心区实验台架的磁场进行测量和垫补实验，掌握一种可以满足100MeV回旋加速器磁场测量精度要求的磁场测量系统的设计技术；同时，研究和实践一种能够有效的对一次谐波场进行垫补的方法。中心区实验台架磁场测量和垫补的目标是：磁场基本满足等时场，束流的积分滑相控制在±20°内；一次谐波垫补后，在束流引出区附近和中心区附近的一次谐波场幅值小于15高斯，在其它半径幅值小于5高斯。本课题的内容主要涉及霍尔感应磁场测量系统，磁场的测量，磁场测量数据分析，根据测量数据分析结果给出主磁铁镶条的加工量，以及磁场一次谐波垫补的方法和结果。

论文目录

• 论文摘要
• ABSTRACT
• 1、引言
• 1.1 课题背景及内容
• 1.2 回旋加速器中磁场测量和垫补原理
• 1.3 磁场测量的方法
• 1.3.1 核磁共振测量法
• 1.3.2 感应线圈测量法
• 1.3.3 霍尔效应测量法
• 1.4 国内外磁场测量情况介绍
• 1.5 本课题的意义和创新点
• 2、100MeV中心区实验台架的磁场测量
• 2.1 100MeV回旋加速器中心区实验台架的简介
• 2.2 磁场测量的精度与磁场测量仪位置精度误差要求的计算
• 2.3 磁场测量仪简述
• 2.4 100MeV中心区实验台架的磁场测量
• 2.4.1 加速器中心平面的磁场测量测量
• 2.4.2 加速器中心位置上沿Z方向的磁场测量
• 2.5 磁场测量和垫补过程中出现的问题和解决方法
• 3、磁场测量数据处理以及磁场垫补
• 3.1 磁场测量数据处理
• 3.2 等时场的垫补
• 3.3 一次谐波的垫补
• 4、磁场垫补后非理想场分析
• 5、结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 附录3