GeV/mA量级高功率圆形加速器中整数共振的抑制与利用

作者：边天剑; 安世忠; 付伟; 冀鲁豫; 管锋平

来源：原子能科学技术, 2022, 56(09): 1784-1793.

• 圆形加速器
• 高功率加速器
• 整数共振线
• 磁场误差
• 束流引出

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。

• 单位
  中国原子能科学研究院