同步回旋加速器射束轨道和rf驱动同步回旋加速器的制造方法

文档序号:8345020阅读:357来源:国知局
同步回旋加速器射束轨道和rf驱动同步回旋加速器的制造方法
【专利说明】同步回旋加速器射束轨道和RF驱动同步回旋加速器
[0001] 本申请要求2012年7月27日提交的美国临时申请序列号61/676,377化及2013 年7月24日提交的美国专利申请序列号13/949, 459的优先权,该两个申请的公开内容通 过引用W其整体被合并在此。
【背景技术】
[0002] 利用同步回旋加速器的离子加速是一种成熟的技术,其非常适合于产生高能量但 是相对较低平均离子束电流。加速是通过在离子束群(ion beam packet)从轴对称静态磁 场的中屯、向外螺旋行进时对其施加高频(通常是射频(RF))电场而实现的。众所周知的是, 随着离子束被加速,需要调节同步回旋加速器中的RF驱动的频率。RF驱动可W被扩展为包 括可变频率RF生成器、一个或多个RF功率放大器W及磁场内部的一个或多个结构(比如RF 空腔或D形盒(dee)),其中对离子束群施加加速电场。因为RF频率在加速期间发生变化, 所W通常在任一时间在器件中仅有一束离子。回旋加速频率发生变化,W便随着被加速粒 子的能量在加速W及磁场发生径向变化W便提供射束聚焦的事实期间增加而补偿其相对 论质量的改变。机器的孔中的磁场对于轨道稳定性需要满足W下要求。磁场的数值需要随 着半径的增加而减小,同时在加速区段上保持W下数值:
【主权项】
1. 一种从回旋加速器产生和提取具有预定能量的离子束的方法,包括: 将离子引入到所述回旋加速器中; 利用RF驱动对离子进行加速,以便在所述回旋加速器中作为离子束移动; 在所述加速期间感测所述离子束在所述回旋加速器中的位置; 利用所述离子束的所述位置改动所述RF驱动,以便保持所期望的加速;以及 提取所述离子束。
2. 权利要求1的方法,其还包括通过对回旋加速器线圈施加电流来在所述回旋加速器 中建立磁场,所述磁场被用来确定所述离子束的所述预定能量。
3. 权利要求1的方法,其中,所述RF驱动包括频率、相位和幅度,并且其中所述RF驱动 的所述相位被改动。
4. 权利要求1的方法,其中,所述RF驱动包括频率、相位和幅度,并且其中所述RF驱动 的所述频率被改动。
5. 权利要求1的方法,其中,所述RF驱动包括频率、相位和幅度,并且其中所述RF驱动 的所述幅度被改动。
6. 权利要求1的方法,其中,通过激励非轴对称脉冲磁场来提取所述离子束。
7. 权利要求6的方法,其中,当所述离子束达到预定位置和速度时激励所述非轴对称 脉冲磁场。
8. 权利要求6的方法,其中,利用开环控制实施所述激励。
9. 权利要求8的方法,其中,所述开环控制利用从由离子质量、离子质荷比以及所期望 的离子束能量构成的组当中选择的信息来激励所述磁场。
10. 权利要求6的方法,其中,利用锁相环控制实施所述激励。
11. 权利要求1的方法,其中,所述离子束的所述预定能量被用来确定将要如何改动所 述RF驱动。
12. -种回旋加速器,包括: 被部署为检测离子束的存在的射束检测器; 与所述射束检测器通信的射束传感器; 具有可变相位或频率输出的RF波生成器;所述输出被定义为RF驱动; 与所述RF驱动通信的RF空腔或D形盒;以及 电子控制单元,与所述射束传感器通信并且具有与所述RF波生成器通信的输出以便 控制所述RF驱动,从而控制所述离子束的速度和位置。
13. 权利要求12的回旋加速器,其还包括用以生成非轴对称脉冲磁场以便提取所述离 子束的冲击线圈。
14. 权利要求13的回旋加速器,其中,所述电子控制单元与所述冲击线圈通信,并且在 所述离子束达到预定位置和速度时激励所述冲击线圈。
15. 权利要求14的回旋加速器,其中,所述电子控制单元利用开环控制来激励所述冲 击线圈以便生成所述磁场。
16. 权利要求15的回旋加速器,其中,所述开环控制包括从由离子质量、离子质荷比以 及所期望的离子束能量构成的组当中选择的信息。
17. 权利要求14的回旋加速器,其中,所述电子控制单元利用来自所述射束传感器的 信息来激励所述线圈生成所述磁场。
18. 权利要求12的回旋加速器,其中,所述射束检测器被部署在所述RF驱动的改变速 率最小的位置。
19. 权利要求12的回旋加速器,其中,所述射束检测器被部署在所述RF驱动最小的位 置。
20. 权利要求13的回旋加速器,还包括被用来生成磁场以便约束所述离子束并且确定 所述离子束在提取时的最终能量的回旋加速器线圈,并且还包括第二冲击线圈,使得所述 冲击线圈和所述第二冲击线圈对于所述回旋加速器线圈具有零互感。
【专利摘要】本发明规定在同步回旋加速器的射频(RF)驱动中使用反馈,控制加速场的相位和/或幅度作为确保射束的最优加速、提高平均射束电流以及改动射束轨道的措施,以便随着射束能量的变化允许适当的提取。通过射束的快速加速和提取减小空间电荷的效应,并且可以提高脉冲的重复速率。提出了几种措施用于监测同步回旋加速器中的射束的相位,并且调节RF的相位和幅度,以便优化射束的加速并且调节射束的提取和注入。还描述了使用与同步回旋加速器的接受窗口匹配的脉冲离子源。
【IPC分类】H05H13-00
【公开号】CN104663003
【申请号】CN201380050677
【发明人】L.布隆伯格, J.V.米纳维尼, A.L.拉多文斯基, P.C.迈克尔
【申请人】麻省理工学院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年7月25日
【公告号】EP2878180A1, US20140028220, WO2014018706A1
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1