摘要：由于等时性固定场交变梯度加速器具有连续束、强聚焦等优点,逐渐成为研究热点。等时性固定场交变梯度加速器的物理设计问题可归结为具有多个设计目标、可调节变量与条件限制的最优化问题。多目标进化算法的发展给复杂的最优化问题提供了解决方案。将多目标进化算法应用于等时性固定场交变梯度加速器的优化中可提高设计效率。为了验证该优化方法的有效性,针对70 MeV与1 GeV等时性固定场交变梯度加速器进行了物理设计优化,并达到了预期设计目标。

摘要：固定场交变梯度加速器(FFAG)是下一代GeV/mA量级高功率加速器的可能性方案,有潜力产生平均功率高达数个兆瓦的质子束。GeV量级等时性FFAG属于圆形加速器,目前主要面临整数共振穿越和高功率束流的高效率引出两个瓶颈问题。为了解决这两项瓶颈问题,本文提出了整数共振抑制器(IRS)的概念。IRS不仅对整数共振有显著的抑制作用,还可以利用整数共振激发可控的径向振荡,扩大引出圈间距,提高引出效率。以中国原子能科学研究院提出的等时性FFAG(CYCIAE-FFAG)方案为例,IRS不仅可有效抑制整数共振引起的束流包络增长(小于5%),还可以用作引出圈间距优化(扩大至3 cm以上)。理论分析与数值模拟表明,基于IRS的设计方案有潜力成为下一代GeV/mA量级高功率圆形加速器的解决方案。

摘要：经过60年的发展,中国原子能科学研究院(CIAE)独立自主地开展了基于PIC技术的强流回旋加速器束流动力学的大规模并行计算的核心算法研究,开发了CYCPIC2D、CYCPIC3D和OPAL-CYCL等强流回旋加速器束流动力学模拟程序,搭建了专用的高性能并行化计算机群PANDA。本文以CIAE已建成及在研的不同类型的回旋加速器为例,总结了回旋加速器基本束流动力学的分析方法和主要计算结果,并介绍了CIAE在回旋加速器束流动力学与多物理场模拟技术方面的发展与应用。

摘要：基于加速器高阶传输映射的非线性效应解析分析,具有物理图像清晰、守辛、准确的优点,但其缺点是适用范围较窄。为了扩展非线性效应解析分析的适用范围,提出一种模拟李指数运算过程的神经网络层并构建了用于预测带电粒子非线性行为的新型神经网络。经过大量粒子跟踪数据的学习,可用于预测带电粒子复杂的非线性运动行为,并从中提取线性传输矩阵与表征非线性运动的指数因子。为了验证该新型神经网络的有效性,跟踪一段由薄透镜磁铁组成的磁聚焦结构得到大量的训练数据,并对所提出的神经网络进行训练。训练后的神经网络在测试数据集上表现良好,测试数据的损失函数方均根小于8×10^(-4),达到了预测带电粒子非线性行为的目的。

摘要：回旋加速器主磁场测量与垫补是回旋加速器技术研究的一个重要方向。为实现回旋加速器主磁场垫补理论要求,其垫补方式可采用边缘垫补方式。该方式要求加工的镶条边缘曲线的精度优于0.02 mm。然而,镶条初次加工方式为配做形式,本身镶条材料硬度低、形状薄且长,在强磁场条件下,细微扰动就会引起磁场剧烈变化,实际需要进行垫补加工量非常小。故保证镶条边缘曲线再加工精度是实现回旋加速器功能非常重要的工作。文章从边缘理论曲线获得方式出发,提出加工精度具体要求和边缘曲线加工的实现方式,并考虑其坐标系关系,设计了一种保证镶条边缘曲线再加工精度的工装。该工装可同时固定两根镶条,提供合适的参考点,实现镶条在加速器上的位置复现。该工装应用于16 Mev加速器镶条垫补加工,每次垫补结果机械测量误差在0.02 mm,磁场复测后实际加工磁场与理论垫补磁场精度好于10-3。

摘要：研究了一种新型的C形缺陷地结构,并分析了其阻带特性。通过级联多个不同尺寸的C形缺陷地结构,构成了一款宽阻带的带阻滤波器。将具有高通特性的半模基片集成波导与该带阻滤波器级联,设计了一款新型的超宽带带通滤波器。计算结果表明,该滤波器相对带宽为53%,通带内插入损耗优于-0.9dB,带外抑制性能良好。整个滤波器的尺寸仅为基片集成波导全模滤波器的50%,具有良好的小型化特征。