[论文解读] Pulsed SC Proton Linac

Nobuo Ouchi, E. Chishiro+2 more|arXiv (Cornell University)|Aug 20, 2000

Particle accelerators and beam dynamics被引用 6

一句话总结

本文针对日本原子能研究開発機構（JAERI）/高エネルギー加速器研究機構（KEK）共同プロジェクト，提出了一種脈衝超伝導（SC）陽子線形加速器，目標能量為400–600 MeV，且具備高強度束流。論文提出了一種新型動態洛倫茲力失諧模型，經實驗驗證，並成功應用於射頻（RF）控制模擬，實現了在動態失諧效應下的穩定場操作。

ABSTRACT

The superconducting (SC) proton linac is proposed in the JAERI/KEK Joint Project for a high-intensity proton accelerator in the energy region from 400 to 600 MeV. Highly stable fields in the SC cavities are required under the dynamic Lorentz force detuning. A new model describing the dynamic Lorentz detuning has been developed and the validity has been confirmed experimentally. The model has been applied successfully to the rf control simulation of the SC proton linac.

研究动机与目标

• 開發適用於400–600 MeV能量範圍的高強度超傳導陽子線形加速器。
• 解決超傳導腔在脈衝運行期間因動態洛倫茲力失諧導致的場穩定性下降問題。
• 設計具備在動態失諧條件下維持穩定場能力的強健RF控制系統。
• 透過實驗數據與模擬，驗證新型洛倫茲失諧理論模型的正確性。

提出的方法

• 發展一種描述超傳導腔中動態洛倫茲力失諧的新理論模型。
• 利用超傳導腔運行測量數據，對模型進行實驗驗證。
• 將驗證過的模型整合至SC陽子線形加速器的RF控制系統模擬中。
• 利用新模型模擬動態失諧條件下的RF控制性能。
• 運用該模型預測並補償脈衝運行中的場不穩定現象。
• 將該模型應用於JAERI/KEK脈衝SC陽子線形加速器設計，以優化穩定性。

实验结果

研究问题

• RQ1 動態洛倫茲力失諧如何影響超傳導陽子線形加速器腔在脈衝運行期間的場穩定性？
• RQ2 新理論模型能否精確描述SC腔中的動態洛倫茲失諭效應？
• RQ3 洛倫茲失諧對高強度陽子線形加速器中RF控制性能有何影響？
• RQ4 該新模型在動態失諭條件下實現穩定RF控制的有效性如何？
• RQ5 驗證過的模型能否可靠地應用於全尺寸線形加速器控制系統模擬？

主要发现

• 所提出的動態洛倫茲失諧模型經實驗確認，能精確描述SC腔中的場不穩定現象。
• 該模型成功預測並補償了脈衝運行情境下的場失諧。
• 使用新模型的RF控制模擬顯示，在動態洛倫茲效應下仍能實現穩定的場調節。
• 該模型使SC陽子線形加速器的RF控制系統模擬變得可靠，確保了運行穩定性。
• 驗證過的模型現可適用於高強度脈衝SC陽子線形加速器的設計與控制。
• 本研究確認了透過適當的動態失諧補償，使用SC線形加速器實現高強度陽子束的可行性。