《強流高占空比RFQ加速器水冷分析與設計的研究》是依託清華大學，由邢慶子擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：強流高占空比RFQ加速器水冷分析與設計的研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：邢慶子
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於加速器的硼中子俘獲治療裝置的需求與建設，對RFQ加速器的流強和占空比提出了更高的要求。在BNCT裝置運行過程中加速器長時間正常穩定運行至關重要。對於RFQ加速器，則是要保證在運行過程中腔體內的諧振頻率穩定和工作模式場分布穩定。為保證運行過程中諧振頻率的穩定，最有效的方法是通過冷卻循環水調諧的方法實現。本項目擬基於四翼型變電壓RFQ加速器，在強流及高占空比工作條件下，使用ANSYS進行包括電磁場、流體、溫度和結構的整腔三維多物理耦合計算，對RFQ腔體開展水冷物理分析與最佳化設計，以滿足RFQ加速器在不同占空比或饋入功率條件下諧振頻率穩定在要求範圍內。在清華大學已建成的3MeV RFQ加速器基礎上，建設和完善水冷調諧實驗平台，通過調諧實驗驗證整腔三維多物理耦合分析方法。該分析和設計方法預期能對強流高占空比的四翼型RFQ加速器（不限於變電壓設計）的成功建造提供技術支持，具有重要的工程套用價值。
結題摘要
基於加速器的硼中子俘獲治療裝置的需求與建設，對RFQ加速器的流強和占空比提出了更高的要求。在BNCT裝置運行過程中加速器長時間正常穩定運行至關重要。對於RFQ加速器，則是要保證在運行過程中腔體內的諧振頻率穩定和工作模式場分布穩定。為保證運行過程中諧振頻率的穩定，最有效的方法是通過冷卻循環水調諧的方法實現。本項目基於四翼型變電壓RFQ加速器，在強流及高占空比工作條件下，使用ANSYS進行包括電磁場、流體、溫度和結構的整腔三維多物理耦合計算，對RFQ腔體開展水冷物理分析與最佳化設計，以滿足RFQ加速器在不同占空比或饋入功率條件下諧振頻率穩定在要求範圍內。在清華大學已建成的3MeV RFQ加速器基礎上，建設和完善了水冷調諧實驗平台，通過調諧實驗驗證整腔三維多物理耦合分析方法。在美國密西根州立大學FRIB實驗室的RFQ調諧實驗中，我們成功地通過調節水流量的方法，將射頻功率引起的頻移由4kHz降低到0.3kHz，驗證了我們的設計思想和方法。該分析和設計方法預期能對強流高占空比的四翼型RFQ加速器（不限於變電壓設計）的成功建造提供技術支持，具有重要的工程套用價值。
