设计和验证一个高梯度和高功率的第二波腔,用于中国 Spallation 中子子源升级项目
Bin Wu1,2, Xiao Li1,2, Chunlin Zhang1,2
1Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China.
The Review of scientific instruments
|December 11, 2023
概括
研究人员为中国分离中子源第二阶段开发了一种新的射频腔,实现了高梯度,并验证了在高热负荷下长期稳定性.
科学领域:
- 粒子加速器中的粒子加速器
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 中国分裂中子源 (CSNS) 第二阶段需要先进的射频 (RF) 腔体以提高性能.
- 高梯度射频腔对于有效的粒子加速至关重要.
研究的目的:
- 报告CSNS第二阶段第二波腔设计,模拟和测试进展情况.
- 开发和验证用于射频腔的高性能负载材料.
- 为了确保高功率运行下空腔的热稳定性和防水性.
主要方法:
- 设计和模拟第二波射频腔.
- 开发一个高性能磁合金 (MA) 芯作为空腔负载材料.
- 流体热力学模拟和热实验以优化水冷却.
- 高功率测试以验证长期稳定性和防水性.
主要成果:
- 一个高性能,大尺寸的磁合金 (MA) 核心已成功开发.
- 射频腔的高梯度达到了40kV/m.
- 通过数值分析和实验,优化了水冷结构和效率.
- 在高热负荷下,MA芯的长期稳定性和防水性通过高功率测试来验证.
结论:
- 开发的第二波腔符合CSNS第二阶段的性能要求.
- 优化的冷却系统可确保在高热负荷下可靠运行.
- 该MA核心材料表现出卓越的稳定性和防水性,对于高功率应用至关重要.
