回旋加速器虛擬樣機(jī)諧振腔設(shè)計(jì)研究.pdf

1、回旋加速器目前廣泛應(yīng)用于國(guó)防基礎(chǔ)科學(xué)研究，同位素生產(chǎn)以及診斷、治療等醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域。高頻系統(tǒng)是回旋加速器中最重要的兩個(gè)關(guān)鍵部分之一，高頻系統(tǒng)的主要部件是諧振腔，它的任務(wù)在于為離子提供回旋加速所必需的高頻電壓，其工作狀況對(duì)于加速器的性能有很大的影響。一個(gè)好的諧振腔應(yīng)在工作頻率可調(diào)，且工作負(fù)載等條件變化的情況下具有高度的穩(wěn)定性。 基于一臺(tái)已有的30MeV回旋加速器的諧振腔，對(duì)腔體的諧振頻率、空載品質(zhì)因數(shù)、電壓分布等參數(shù)進(jìn)行了研究，對(duì)比

2、了傳統(tǒng)的等效傳輸線(xiàn)設(shè)計(jì)方法與基于三維電磁場(chǎng)數(shù)值分析的設(shè)計(jì)方法，利用有限元計(jì)算方法探討了網(wǎng)格剖分精度、建模方法、對(duì)稱(chēng)條件對(duì)計(jì)算精度的影響。研究了在調(diào)整微調(diào)電容間距、腔體長(zhǎng)度、內(nèi)桿半徑等諧振腔結(jié)構(gòu)參數(shù)的情況下諧振腔電磁場(chǎng)參數(shù)的變化規(guī)律。得到的計(jì)算結(jié)果和實(shí)際測(cè)量結(jié)果的誤差在工程允許的范圍之內(nèi)，表明基于有限元的軟件能夠很好的計(jì)算類(lèi)似回旋加速器高頻諧振腔這樣具有復(fù)雜邊界的腔體結(jié)構(gòu)，可用于加速器的物理設(shè)計(jì)及工程設(shè)計(jì)。 以100MeV強(qiáng)流負(fù)氫