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中国散裂中子源注入系统电切割磁铁物理设计


第 2 4卷第 2期  21 0 2年 2月   强  激  光  与  粒  子  束  HI GH POW ER LASER AND PA RTI CLE BEAM S   Vo . 4,NO 2 12 .  Fe b.,2 1   O2 文 章 编 号 : 1 0 — 3 2 2 1 ) 20 5 — 4 0 14 2 ( 0 2 0 — 4 30   中 国 散

裂 中 子 源 注 入 系统 电切 割 磁 铁 物 理 设 计  陈 沅, 康 文         ( 国科 学 院 高 能 物 理 研究 所 ,北 京 1 O 4 ) 中 0 O 9  摘 要 : 利 用 O E A/ OS A 大型 有 限元 分 析 软 件 对 中 国散 裂 中 子 源 / 循 环 同 步 环 ( S / C ) P R T C 快 C NS R S 注  入 系统 的直 流 C型 特 种 电 切 割 磁 铁 进 行 了 2维 / 3维 磁 场 计 算 和 设 计 , 过 放 置 1m 厚 的 D 4铁 磁 性 屏 蔽  通  m T 板 , 将 循 环 束 流 轨 道 上 的 边 缘 漏 场 比降 低 至 2 6 1一 , 大 减小 了 切 割板 外 侧 的边 缘 漏 场 对 循 环 束 流 动 力  可 .× 0 大 学 的影 响 。另 外 , 该 类 型 切 割 磁铁 的线 圈做 了详 细 的 水冷 计算 , 对 以保 证 磁 铁 能 在 适 当的 温 度 下 运 行 。结 果 表  明 , 论 从 物 理 上 还 是 工 程 上 , 类 型 磁 铁 完 全 可 以 满 足 C N / S注 入 系 统 物 理 设 计 以及 长 期 稳 定 运 行 的  无 该 S S RC 要求 。   关键 词 : 电 切 割 磁 铁 ; 边 缘 漏 场 ; 磁 屏蔽 ; O E A 程 序    P R 中 图 分 类 号 : T 5 38 L 0 .  文 献 标 志 码 : A    d i1 . 7 8 HP P 2 1 2 O . 4 3 o :0 3 8 / L B O 2 4 2 0 5   C型 电切割 磁铁被 广泛 地用 于不 同加速 器 的注入 和 引 出 系统 中 , 北京 正 负 电子 对 撞 机 ( E C Ⅱ) 如 B P 一 的对  撞 系统 就采 用 了两 块该 类型 磁铁 , 束 流在垂 直方 向上 偏转 8后 注入 对撞 区 。c Ns R S环 注入 系统采 用 多  将 。 s /C 圈涂抹 注入 方案 , 将注入 束 流填充 到环 接受度 椭 圆 中[ 。从物 理上 讲 , 了提 高注 入效率 并且 降低 凸轨磁 铁 建  1 ] 为 造难度 , 应尽 可能 缩小 注 人 束 流 与 注 入 凸 轨 的 间 距 , 电切 割磁 铁 的切 割 板 厚 度 应 当最 小 化 。根 据 C NS   即 S / R S环 注入 系统 的设 计要 求 , C 切割板 厚度 不能超 过 2  0mm, 就 带来 了两 个 问题 : 先 , 这 首 由于磁 铁 离循 环 束 流  很 近 , 大 的边缘 漏场将 会 引起局 部 凸轨畸变 并 可能扩 散到 全环 , 较 甚至无 法进 行 闭轨校 正 ; 次 , 其 由于该 类型 切  割板较 薄 , 就 限制 了切 割板 一侧 的线 圈厚度 , 这 如果 不 能有 效地 控 制线 圈 的温 升 , 这将 对 强 流质 子 加速 器 磁铁  系统 的长期稳 定运 行

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