【摘 要】
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该论文的主要工作是S波段医用质子直线加速器的研究和设计,重点在于低能端.质子直线加速器低能端一般采用RFQ-DTL组合,工作频率低于450MHz.该论文中研究了RFQ-RFD组合,其中RF
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该论文的主要工作是S波段医用质子直线加速器的研究和设计,重点在于低能端.质子直线加速器低能端一般采用RFQ-DTL组合,工作频率低于450MHz.该论文中研究了RFQ-RFD组合,其中RFD是一种类似于RFQ和DTL相结合的新加速结构,它采用电聚焦,在几具MeV能量段具有分路阻抗高,漂移管心寸小从而可以工作在800MHz频率附近等显著优点.RFD结构的采用,还右以相应提高RFQ的工作频率.在该论文中,首先推导了类漂移管结构中粒子的二阶动力学方程以及转换矩阵,这是对各种结构进行动力学计算的基础.第二章研究了提高RFQ工作频率的可能性.借鉴重离子RFQ的研究成果,通过讨论横向聚焦,极限流强和入高能量等得出了714MHz RFQ的设计参数.第三章研究了新加速结构RFD.通过对简化模型的讨论,得出了计算和改变RFD电容比的解析表达式;分析了RFD的击穿场强,其结果与不调变RFQ的研究结论相符;用MAFIA程序计算矩阵.第四章设计了一台S波段医用质子直线加速器,其布局为RFQ-RFD-SCDTL-CCL,主体部分采用2856MHz工作频率,全长21m,输出能量在70-200MeV之间可调,横向发射度为0.25πmm mrad,能量散度满足医学要求.
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