摘要：为了解决波导传输线中硬连接问题,部分波导组件将使用软波导,但软波导的使用会带来传输线损耗的增大。为了探究其在真实工作条件下的损耗和电热情况,搭建了基于谐振环的测试平台,谐振环行波功率增益为13.4 dB,通过两个2 kW功率放大器,成功在波腹位置实现了140 kW的等效功率。根据仿真和实验结果,对矩形软波导进行了优化设计,改进其结构和材料,以更好地应对高功率输入下的热形变和应力问题。优化后的软波导电热性能表现优于国外同类型产品。

摘要：基于超高强流加速器轰击氘氚球靶可实现可控核聚变,但相关的装置非常庞大,以至于到目前仍不能建造。近年来,随着强流加速器技术的快速发展,尤其是激光离子源和单腔多束型加速器的发展,使得实现重离子惯性约束核聚变成为可能。本文介绍了重离子惯性约束核聚变注入器的新设计,尤其是低能段和中能段单腔多束型加速器的设计,为重离子惯性约束核聚变提供技术支持。

摘要：C-ADS注入器Ⅱ的RFQ射频系统是该强流加速器的关键一环,它通过两台完全一样的耦合器为一台四边形四翼型RFQ提供和传送功率。该射频系统在设计之初就考虑为10mA连续束流而进行特殊优化,从功率源、耦合器和功率传输系统几个方面对其进行详细介绍,尤其是针对CW模式下的系统稳定运行以及设备可靠性等方面进行的特殊考虑和模拟方法。该系统已经在2015年通过了10mA连续束的测试,证实了该射频系统的设计和调试符合物理的实验需求。特别阐述了该系统中一种新的碗型陶瓷窗耦合器的设计思路和一种无环形器情况下的特殊的耦合系数调谐方法,同时推导了双端口耦合的计算方法的具体设置过程。

摘要：C-ADS项目的注入器ⅡRFQ加速腔射频耦合器是为该四翼型常温射频四极场(RFQ)加速器专门设计的一种高功率耦合器件,其主要特点是采用碗状陶瓷窗结构及合理的生产工艺,很好地解决了耦合器传输阻抗匹配问题。该耦合器主要由内外导体、陶瓷窗、耦合环及多路水冷却回路组成,并在陶瓷窗内表面电镀氮化钛涂层以降低由于次级电子倍增效应所带来的发热,在相同频率和功率等级下结构更加紧凑,达到了C-ADS项目的四翼型腔体馈送120kW射频功率的目的。在2014年7月中旬实现了10mA、2.1 MeV束流的加速,为该项目的四翼型直线加速器出束提供了必要的硬件支持。该耦合器可为相近频率、类似功率等级的耦合器提供技术参考,并在国内的加速器领域具有一定的指导意义。

摘要：加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)对质子超导直线加速器提出了高稳定性要求,在工程设计阶段需对直线加速器的各种不稳定因素,特别是对超导腔的麦克风效应的影响进行评估.基于谐振系统的冲击响应模型,发展了一种离散化的电压迭代求解方法,并利用该方法构建了高频系统仿真程序,用于分析麦克风效应作用下超导腔的时变状态.通过仿真,研究了麦克风效应对腔体幅相稳定性的影响及与超导腔的谐振频率、Q值和带宽等参数的关系.结果表明,麦克风效应主要影响超导腔的相位稳定,其影响程度取决于麦克风振荡频率与腔的谐振频率、频率偏移量与腔体半带宽的比值.给出了满足CiADS直线加速器超导腔幅相稳定性指标(0.1%和0.1°)的麦克风振荡强度限值.

摘要：研究了一种基于矩形腔式功率合成的射频高功率合成器。该合成器可以实现功放模块与合成器的直接耦合,合成效率高,功率容量大,且功率容量可调,可以很好地满足目前CiADS中对固态发射机功率容量的梯度要求。12合1矩形腔式功率合成器仿真结果表明,合成器各输入端到输出端的幅度传输和相位传输具有很好的一致性,最大偏差分别在0.05 dB和0.5°以内,调节功放模块数量可以调节发射机的功率容量。

摘要：为获取ADS工程中四翼型RFQ加速器在设计、调谐和运行等方面的经验,设计和建造了一台一米长四翼型RFQ加速器。该RFQ的设计频率为162.5 MHz,但是测量结果显示即使没有调谐器时,腔体的频率也为163.7 MHz。为降低腔体频率,使用四线模型理论进行了分析并重新设计了腔体的端板。使用了二极模稳定杆来加大四极频率与相邻二极频率的间隔。最终测量结果显示,在腔体电压分布没有大的波动的情况下腔体频率达到了设计频率。同时,腔体Q值降低了1%,这就要求需要更多的功率注入腔体。使用水对二极模稳定杆进行了冷却,以便腔体能够稳定工作。

摘要：发射机在功率合成的时候,由于各固态功率源模块间存在着增益和相位的差异,会导致功率合成效率的下降。针对这一问题,本文通过建立增益和相位的一致性对功率合成效率影响的模型,并结合MATLAB软件进行计算模拟,得到不同增益和相位分布下的最低合成效率分布,为发射机功率合成系统设计提供了具体的相位和增益指标,并为发射机的评估和验收提供了有力的理论依据。

摘要：A new special coupler with a kind of bowl-shaped ceramic window for a proton linear accelerator named the Chinese Accelerator Driven System （C-ADS） at the Institute of Modern Physics （IMP） has been simulated and constructed and a continuous wave （CW） beam commissioning through a four-meter long radio frequency quadruple （RFQ） was completed by the end of July 2014. In the experiments of conditioning and beam, some problems were promoted gradually such as sparking and thermal issues. Finally, two new couplers were passed with almost 110 kW CW power and 120 kW pulsed mode, respectively. The 10 mA intensity beam experiments have now been completed, and the couplers during the operation had no thermal or electro-magnetic problems. The detailed design and results are presented in the paper.

摘要：ADS注入器ⅡRFQ加速器用来将10mA的质子束流从能量35keV提高到2.1 MeV。该RFQ加速器的结构采用了美国SNS RFQ的设计,其横截面形状为正方形,采用π模稳定杆来增加腔体的高频稳定性。腔体冷态测试结果显示,其场平整度好于±0.01,无载Q值为13 000。经长时间锻炼,腔体最终实现了连续波工作状态。在流强为10mA时进行了脉冲束流和连续束流的加载实验,对束流的测量结果显示,束流传输效率为95.3%,输出能量为2.165 MeV,束流能散为1.9%,束流水平和竖直横向发射度均为0.33πmm·mrad。