BNCT RFQ高功率耦合器的设计

作者：肖永川; 欧阳华甫; 荣林艳; 薛康佳; 刘盛进; 曹秀霞; 吕永佳; 陈卫东

来源：原子能科学技术, 2021, 55(10): 1879-1884.

• RFQ加速器
• 功率耦合器
• 高功率
• 硼中子俘获治疗试验装置

为满足硼中子俘获治疗试验装置(BNCTA)RFQ加速器腔耗420 kW、占空比50%的需求。为BNCTA RFQ加速器设计了一款高功率耦合器。该功率耦合器包含WR2300矩型波导转3-1/8英寸同轴门钮结构、波导窗、功率耦合装置3个部件。波导窗采用同轴扼流结构型式,功率耦合装置采用磁耦合环结构。整个功率耦合器采用分段设计的原则。矩型波导转同轴结构和陶瓷窗分别通过Microwave Studio(MWS)优化仿真,得到陶瓷窗的驻波比(SWR)达到1.000 9@352.2 MHz,带宽大于±58 MHz@SWR≤1.1 MHz。用多端口换算理论确定了耦合环耦合度,并用能量衰减法确定耦合环的尺寸。从热学和结构力学方面校核了该功率耦合器的功率容量,在50%占空比下,单个功率耦合器最高峰值功率可达260 kW,4路功率耦合器最高峰值功率可达1 MW。经过实际高功率测试,目前入腔功率484 kW,占空比达到10%,并具提升峰值功率及占空比的能力。

• 单位
  中国科学院高能物理研究所; 散裂中子源科学中心