Beam Dynamics Studies of the REX-ISOLDE Linac in Preparation for its Role as Injector for the HIE-ISOLDE SC Linac at CERN
超导（SC）高强度和能量（HIE）ISOLDE直线加速器将取代欧洲核子研究中心放射性离子束实验（REX）的大部分现有加速基础设施，然而，101.28 MHz的超导和5 MV的IH腔将继续作为升级的注入器，将束流的能量提高到1.2 MeV/u。我们提出的注入器的束流动力学调查的结果，最关键的是匹配的纵向光束参数的SC机，这在很大程度上是复杂的IH腔采用组合零度（KONUS）束流动力学设计。利用三梯度法测量束流参数，重构出超导直线加速器的纵向束流参数，并结合束流动力学测量和IH结构模拟，设计了超导直线加速器的匹配段。
2010-10-11 physics.acc-ph
Beam Dynamics Design and Electromagnetic Analysis of 3 MeV RFQ for TAC Proton Linac
对土耳其加速器中心（TAC）352.2 MHz射频四极杆加速器进行了束流动力学设计，该加速器能将连续波质子束流从50 keV加速到3 MeV的动能。同时，对输入光束参数引入扰动后的谐振腔进行了误差分析，考察了扰动对输出光束参数的影响，并对谐振腔进行了二维和三维电磁结构设计，得到了与光束动力学参数相一致的最佳谐振腔参数。利用LIDOS. RFQ软件对该激光器进行了光束动力学分析和误差分析。利用SUPERFISH软件对二维谐振腔进行了电磁设计，利用CST Microwave Studio软件对三维谐振腔进行了电磁设计。
2014-09-15 physics.acc-ph physics.comp-ph
Funneling with the Two-Beam RFQ
新的高电流加速器设施，如建议用于HIDIF或ESS，需要具有高亮度的光束。这些光束不能由单程射频直线加速器产生。在这样的驱动器直线加速器中，亮度的增加是通过几个低能量的函数级来完成的，其中两个相同聚束的离子束被组合成具有两倍频率电流和亮度的单个束。我们的双束流漏斗实验是一个设置两个离子源，一个双束流漏斗，漏斗偏转器和束诊断设备，以证明离子束的漏斗作为模型的第一个漏斗级的HIIF驱动器。最后介绍了实验的进展和模拟结果。
2000-08-14 physics.acc-ph
New Tasks and New Codes for RFQ Beam Simulation
质子直线加速器是加速器驱动电源系统（ADS）的基础。这种ADS专用于各种目的：武器钚转换，“能量放大器”，放射性废物的嬗变等。解决这些任务需要能量为1 GeV的质子束和平均电流高达30 mA。目前，在这种直线加速器的结构中还没有根本性的问题。主要问题有经济和技术方面。连续波直线加速器的问题将在基本束流动力学要求上得到证明。新的代码包LIDOS. DESIGNER可以模拟真实叶片形状的RF场中的束流动力学（包括叶片部分之间的间隙），以及确定可靠操作的通道参数公差
2000-08-09 physics.acc-ph
Heavy-Ion Beam Acceleration of Two-Charge States from an Ecr Ion Source
本文介绍了一种能同时接受ECR离子源中铀的两种电荷态的超导离子直线加速器前端的设计。这种操作模式将最重离子可用的射束电流增加了两倍。本文讨论了12MeV/u稀有同位素加速器（RIA）驱动直线加速器的预汽提段，包括LEBT、MEBT、SCBT和超导段，总电压为112MV。LEBT由两个聚束器和静电四极杆组成。两个聚束器的基频都是基频的一半。第一个聚束器是一个多谐波聚束器，设计接受超过80%的每个电荷状态，并形成极低的纵向发射度（均方根发射度低于0.2 keV/u nsec）在输出的聚束器。第二聚束器直接位于双折射器的前面，并且将每个电荷状态聚束的速度与双折射器的设计输入速度相匹配。我们提出了完整的三维模拟的两个电荷状态的铀束，包括空间电荷力的LEBT和LEBT，所有的电场和磁场沿整个prestripper直线加速器的实际分布，和误差的影响，评估几个设计方案的prestripper直线加速器。结果表明，它是可能的，以加速两个充电状态，同时保持发射度增长在容许范围内。
2000-08-19 physics.acc-ph
Physics design for the C-ADS main linac basing on two different injector design schemes
中国ADS（C-ADS）项目计划在2032年左右建造一个1000 MW加速器驱动次临界系统。该加速器将工作在CW模式，束流电流为10 mA，最终束流能量为1.5 GeV。直线加速器由两个主要部分组成：注入器部分和主直线加速器部分。对于注射器部分有两种不同的方案。注入器-I方案基于325-MHz超导辐射腔和相同RF频率的超导辐射腔，注入器-II方案基于162.5-MHz超导辐射腔和相同频率的超导HWR腔。对于不同的注入器选择，主直线加速器设计将有所不同。根据不同注入器方案的束流特性，研究了两种不同的主直线加速器设计方案。
2013-07-01 physics.acc-ph
Conceptional Design of Heavy Ion Linac Injector for HIRFL-CSRm
提出了一种室温重离子直线加速器作为兰州重离子加速器主冷却储存环的注入器，以提高兰州重离子加速器的性能。该直线加速器注入器可为CSRm提供最大质荷比为7的重离子，注入动能为7.272MeV/u，脉冲束流强度为3emA，占空比为3%。与现有的扇形聚焦回旋加速器（SFC）相比，直线加速器的束流可提高10-100倍。108.48MHz四棒加速器作为直线加速器的预加速器，将4keV/u的离子束加速到300 keV/u，在长3.07m的叶片上，传输效率达到95.3%。在误差容限分析中考虑了相位超前的影响，并通过调整结构参数来避免参数谐振。KONUS IH-DTLs跟随着离子束，将离子束加速到7.272MeV/u，注入HIRFL-CSRm。前两个腔的谐振频率为108.48MHz，后5个腔的谐振频率为216.96MHz。在17.066m长的DTL段中，最大加速梯度可达4.95MV/m，脉冲射频总功率为2.8MW。详细介绍了一种确定谐振频率、叶片电压和DTL有效加速电压的新策略。本文将介绍直线加速器的束流动力学设计。
2013-11-13 physics.acc-ph
Commissioning of the 1.4 Mev/u High Current Heavy Ion Linac at Gsi
Wideroe型Unilac预剥离器直线加速器的拆卸于1999年初进行。必须获得SIS中最重元素的粒子数增加两个数量级以上。从那时起，新的高电流注入器（HSI）由H型整流器和DTL结构组成，用于双束操作，并成功调试。高电荷注入器（HLI）在此期间提供主直线加速器。同时完成射频发射器和射频结构的调节和运行。HSI调试策略包括在每个运输和加速段之后使用多功能诊断测试台进行束流调查。将讨论LEBT、超透镜、IH槽I和II以及剥离段之后的广泛调试测量结果（例如横向发射度、束流宽度、束流传输）。使用来自MUCIS离子源的40 Ar 1+束来填充直线加速器直到理论空间电荷极限。1999年11月开始进行例行作业。
2000-08-16 physics.acc-ph
Asynchronous accelerator with RFQ injection for active longitudinal compression of accelerated bunches
本文描述了一种异步加速器，它的工作原理允许加速质子束的主动纵向聚束压缩，以克服强聚束的空间电荷限制效应。它示出，加速束从一个超导直线加速器可以适应于异步注入的多个选择的超导和异步的加速频率。所提供的新型加速器系统特别适合于加速高达100MeV能量和数百mA平均电流的质子束。
2000-03-08 physics.acc-ph
Low Level RF System of the LIGHT Proton Therapy Linac
LIGHT（用于图像引导强子疗法的直线加速器）项目的启动是为了开发一种模块化质子加速器，其能量高达230 MeV，用于癌症治疗。该加速器由三种不同的加速结构组成：射频四极加速器、侧耦合漂移管加速器和耦合腔加速器。这些加速结构工作在750 MHz（MHz）和3 GHz（SCDTL，CCL）。加速器RF信号由低电平RF（LLRF）系统生成、分配和控制。LIGHT LLRF系统基于Instrumentation Technologies的商用解决方案，可根据项目进行定制。该LLRF系统具有高幅度和相稳定性、200 Hz频率下监测来自RF网络和加速结构的RF信号、集成实时接口的RF脉冲整形、RF击穿检测和热谐振频率校正反馈。LLRF系统控制集成在前端控制器（FEC）中，将其连接到LIGHT控制系统。在这方面的贡献，我们提出的AVO LLRF系统的主要特点，它的操作和性能。
2022-10-14 physics.acc-ph
Design of the Ess RFQs and Chopping Line
斩波线是ESS直线加速器中实现斩波器和保持束流质量的关键部分。报道了一种新的ESS RFQ和斩波线的优化设计。束流动力学已被优化，H束电流高达100 mA，相对于ESS目标具有安全裕度。第一个反射器传输高达2 MeV的光束的近99.7%。有两个切碎机的生产线可以在2束之间进行完美的切碎。第二个加速器将粒子加速到5 MeV，透射率接近100%。
2000-08-18 physics.acc-ph
DemirciPro's tools for completing the Linac: Ion source and LEBT line
Demirci的电子束设计软件已被扩大，以执行其他相关的设计任务的初始部分的直线加速器。其中包括离子源的设计，低能束流传输线的设计，包括其磁体的实际设计，最后是胡椒罐发射度计的设计。本文介绍了这些最新的发展，以及土耳其KahveLab正在开发的直线加速器的一些例子。
2021-08-09 physics.acc-ph
Linac
直线加速器（直线加速器）是允许通过电磁场加速带电粒子通过线性轨迹的系统。这种加速器在基础研究和工业中有多种应用。本文的第一部分将介绍用于加速粒子束的主要装置，而在第二部分中，将突出纵向和横向束动力学的基本原理。最后有一小段专门介绍射频四极杆（英语：Radiofrequency quadrupole）。
2021-03-30 physics.acc-ph
Beam dynamics design of the main accelerating section with KONUS in the CSR-LINAC
兰州重离子加速器（HIRFL）提出了CSR直线加速器注入器方案。直线加速器主要由两部分组成：加速器和IH-DTL。KONUS（Kombinierte GradStruktur）概念已被引入DTL部分。本文将在3.7MeV/u方案中完成主加速段的重新匹配，并给出新的7 MeV/u束流动力学设计。通过束流再匹配，相对发射度沿直线加速器的增长得到了很大的抑制。
2013-06-20 physics.acc-ph
The radio-frequency quadrupole
射频四极直线加速器出现在20世纪70年代末的加速器领域，并从那时起彻底改变了低能质子和离子加速领域。该装置使得在紧凑的射频（RF）谐振器内可靠地产生前所未有的离子束强度成为可能，该谐振器集中了低能直线加速器部分的三个主要功能：聚焦、聚束和加速。然而，其复杂的电极结构和严格的射束动力学和RF要求对机械和RF布局施加了严格的限制，使得RFQ的构建特别具有挑战性。本讲座将介绍主要的束流光学、射频和机械特性，并强调这三个方面是如何相互关联的，以及它们如何对激光器的最终性能做出贡献。
2013-03-27 physics.acc-ph
Status Report on the Low-Energy Demonstration Accelerator (LEDA)
75 keV的注入器和6.7 MeV的质子束流，包括连续波，100毫安质子直线加速器的第一部分的加速器生产氚（APT）项目已经建成和运行。LEDA电子束发生器已经过脉冲和连续波输出束流<=100 mA的广泛测试。高达2.2兆瓦的连续波射频功率从350兆赫的射频系统耦合到超导体，包括670千瓦的连续波质子束。由四极磁铁扫描测量确定的93 mA脉冲式双极输出光束的发射度为ex x ey = 0.25 x 0.31（π mm mrad）2 [rms归一化]。一个后续的实验，有意引入和测量光束晕的激光器输出光束，现在正在安装。
2000-08-19 physics.acc-ph
Design and Optimization of Low Energy Beam Transport for TAC Proton Facility
在这项研究中，低能束流传输（LEBT）通道的质子直线加速器部分的土耳其加速器中心（TAC）的设计使用TRAVEL代码。通常使用的LEBT包括两个聚焦螺线管磁铁将运输和匹配的H-梁从一个体积源到电子束。在这样的LEBT线的束流动力学模拟，95%的空间电荷补偿（SCC）已被认为是在这项研究中。我们的目的是找出我们的激光束输入参数的确定，使最好的光束质量在激光束的入口处使用光束准直器在LEBT线作为一种替代方式。通过这种方式，我们已经获得了最好的光束质量上的输入平面，以及优化LEBT线。
2014-05-28 physics.acc-ph
A CW superconducting linac as the proton driver for a medium baseline neutrino beam in China
在我国中微子实验的长期规划中，提出了一种采用束流功率为15 MW的连续波超导直线加速器作为质子驱动器的中基线中微子束流。直线加速器将基于中国-ADS项目正在开发的技术，但对可靠性的要求要低得多。它由一个3.2MeV的正常传导超导体和5个不同类型的超导腔组成。标称设计能量和电流分别为1.5 GeV和10 mA。本文将介绍物理设计的一般考虑和初步结果。此外，替代设计，如2.0 GeV和2.5 GeV，因为他们可能需要的一般设计可以很容易地从名义上扩展。
2013-12-30 physics.acc-ph
The Low Energy Beam Transport System of the New GSI High Current Injector
UNILAC的高电流性能进行了改进，取代了Wideroe prestripper加速器由一个ESTO和IH型DTL。此外，两个离子源终端之一配备了MUCIS和MEVVA型的高电流源。因此，从离子源到阴极入口的LEBT的重新设计是必要的。新的LEBT于1999年初安装。调试主要采用高强度氩束进行。获得的17emA Ar+比设计强度高出6emA。新的LEBT的预期性能实现了：高电流束的全传输，沿束线的亮度保存，同位素分离的所有元素，横向相空间匹配的超导直线加速器，和宏脉冲整形。特别是，高度的空间电荷补偿被证实。
2000-08-16 physics.acc-ph
High Current Beam Dynamics in an Ess SC Linac
本文介绍了欧洲空间源（ESS）高能直线加速器的三种设计方案。最有前途的是一个正常传导（nc）耦合腔直线加速器（CCL）的最终能量或在407 MeV的变化，只有一组6细胞超导（sc）椭圆腔。全三维蒙特卡罗模拟的两个选项，优化减少晕形成在直线加速器端。对于无误差匹配的情况，特别是在纵向平面上的晕形成是更明显的混合解决方案与超导腔，不可避免的相位滑移所造成的，但仍然是相当好的无损耗环注入可以接受的。然而，对于一个30%失配的致密核心的模拟，除了1.5%的晕粒子外，即使在真实空间中，也很少有粒子具有非常大的振幅。这种情况下，代表晕形成前端到端的模拟，造成电流波动，增强的电流输出分布和增强的累积场误差。
2000-08-17 physics.acc-ph
Design of the 7 MeV/u, 217 MHz Injector Linac for the Proposed Ion Beam Facility for Cancer Therapy at the Clinic in Heidelberg
在德国海德尔堡的放射学大学，GSI为癌症治疗设计了一个专门的临床同步加速器设施，使用高能质子和离子束（C，He和O）。介绍了注入式直线加速器的设计。合适的离子源进行了讨论和离子源测试测量的结果报告。LEBT允许在两个离子源之间切换。一个短的脉冲将离子从8 keV/u加速到400 keV/u。随后是一个非常紧凑的束流匹配部分和一个3.8米长的IH型漂移管直线加速器，用于加速到7 MeV/u。这两种结构的共振频率为216.816 MHz，离子质荷比为A/q = 3（12 C4+，（H3）+，3 He+，16 O 6+）。
2000-08-18 physics.acc-ph
Multiple-Charge Beam Dynamics in an Ion Linac
需要构建基于超导射频（SRF）技术的中能离子直线加速器。它必须能够产生几百千瓦的连续波光束，范围从质子到铀。为了产生稀有同位素的强束以供随后的加速，需要相当大的功率。然而，目前，可用于较重离子的束功率将受到离子源性能的限制。为了克服这一限制，我们研究了通过直线加速器加速多电荷态（多Q）光束的可能性。我们表明，这样的操作是可行的大的横向和纵向接受，可以在直线加速器中使用超导腔。多Q操作不仅提供了一个实质性的增加，在束流，但也使两个剥离器的使用，从而减少所需的直线加速器的大小。由于超导直线加速器工作在CW模式，空间电荷效应基本上被消除，除了在ECR/ECR区域。因此，可以最小化由于多电荷束加速引起的有效发射度增长。
2000-08-19 physics.acc-ph
Overview of the APT Accelerator Design
APT项目的加速器是一台100 mA CW质子直线加速器，输出能量为1030 MeV。高能射束传输（HEBT）将射束传送到光栅扩展器，光栅扩展器在靶/毯（T/B）组件处提供大的矩形分布。质子束在T/B中产生的散中子与氦-3反应产生氚。APT直线加速器的设计是一个集成的正常传导（NC）/超导（SC）质子直线加速器;机器架构已在其他地方讨论[1]。NC直线加速器由75 keV注入器、6.7 MeV 350 MHz射频四极杆、96 MeV 700 MHz CCDTL和700 MHz CCL组成，输出能量为211 MeV。这是其次是SC直线加速器，采用700 MHz的椭圆铌5细胞腔加速束到最终的能量。SC直线加速器有两个部分，优化为b =0.64和b =0.82的束流速度。每个部分由包含两个，三个或四个5-cell腔的低温模块组成，由1-MW 700-MHz速调管驱动。NC直线加速器中的单线态FODO晶格转变为SC直线加速器中的双线态聚焦晶格，在温暖的模块间空间中具有常规的四极磁体。这种双重晶格在HBT中继续。目前的直线加速器设计的概述。
2000-08-14 physics.acc-ph
Ion source and LEBT of KAHVELab proton beamline
KAHVE实验室位于土耳其伊斯坦布尔的Bozaziçi大学，是质子直线加速器教育项目的所在地。质子束将源自20 keV的H+源，并将通过低能束传输（LEBT）线输送到在800 MHz下运行的两模块射频四极（Quadrupole）。目前，设计阶段已经结束，除了正在制造的质子束线外，已经生产和安装的质子束线正在进行调试和稳定性测试。这项工作总结了离子源和LEBT线组件的设计，生产和测试阶段。
2022-11-28 physics.acc-ph
750 MHz radio frequency quadrupole with trapezoidal vanes for carbon ion therapy
高频直线加速器非常适用于碳离子治疗，这要归功于相对于同步加速器的低运行成本和高光束质量，同步加速器是目前唯一可用于该应用的技术。在开发新型碳离子治疗直线加速器的框架内，本文介绍了一种紧凑型梯形叶片750 MHz射频四极（QRF）加速器的设计。本文介绍了一种新的半解析方法来设计螺旋叶片式激光器，并给出了相应的束流动力学特性。该谐振腔分为两个去耦的射频腔，这两个腔都利用了一种新的偶极子失谐技术，通过长度调整。从射频和光束动力学的观点来描述分裂。本文最后与射频设计的完整结构，包括最大表面场和热的研究。
2021-01-01 physics.acc-ph
Experimental Study of Beam Dynamics In The PIP-II MEBT Prototype
质子改进计划第二阶段（PIP-II）是费米实验室注入复合体的升级计划，其核心部分是800 MeV，2 mA CW SRF直线加速器。PIP-II直线加速器前端的原型称为PIP-II注入器测试（PIP 2 IT）正在费米实验室建造。到目前为止，已经组装并调试了15 mA DC、30 keV H离子源、2 m长的低能束运输器（LEBT）、2.1 MeV CW离子源以及随后的10 m中能束运输器（MEBT）。MEBT逐束团斩波系统和低不受控束流损失的要求对束流包络及其变化提出了严格的限制。测量了MEBT中的横向和纵向束流动力学，束流电流范围为1-10 mA。几乎所有的测量都是用10 μs的光束脉冲进行的，以避免损坏光束线。本报告介绍了测量的横向光学与差分轨迹，重建的束包络与刮刀和艾利森发射度扫描仪，以及束团长度测量与快速法拉第杯。
2018-08-24 physics.acc-ph
Beam Emittance Measurements for the Low-Energy Demonstration Accelerator Radio-Frequency Quadrupole
低能示范加速器（LEDA）射频四极（QRF）是一个100%占空比（CW）直线加速器，可提供>100 mA的6.7 MeV H+束流。8米长，350兆赫的超导结构加速直流，75千电子伏，110毫安的H+束从LEDA注入器与>90%的传输。LEDA [1，2]包括一个75 keV质子注入器，6.7 MeV，350 MHz CW注入器以及相关的高功率和低水平射频系统，短高能束流传输（HBT）和高功率（670 kW CW）束流停止。束流发射度是从线扫描仪测量的光束轮廓在一个单一的位置在HEBT推断。测量的束轮廓作为一个函数的磁场梯度在一个HEBT四极。当梯度改变时，光斑大小通过横向腰部。测量的峰值电流在25和100 mA之间。
2000-08-17 physics.acc-ph
The RF-System of the New Gsi High Current Linac Hsithe RF-System of the New Gsi High Current Linac Hsi
新的高电流注入器-直线加速器HSI的RF部分由五个腔组成，新的工作频率为36 MHz，而不是被移除的Wideroe型注入器的27 MHz。计算的腔的功率要求，包括束流负载在三个结构之间的110千瓦的再聚束器和1.75兆瓦的脉冲功率的两个IH腔。电子束的负载最高可达150千瓦，两个漂移管箱最高可达750千瓦。在同步加速器（SIS）的传输线中增加一个36 MHz的去束器将需要120 kW的脉冲功率。我们决定只用两种功率等级的放大器来满足这些要求，即三个2 MW的放大器和六个200 kW脉冲输出功率的放大器。后者也用作2 MW级的驱动器。200 kW放大器由GSI详细指定并在行业中订购。三个2 MW末级放大器由GSI设计、制造和建造。本文概述了完整的射频系统和工作性能的幅度和相位控制与波束负载。它进一步描述了新的2兆瓦放大器的一些特点，如简单的阳极电路，一个非常复杂的插座阴极驱动放大器与阴极直流接地，寄生模式抑制，屏蔽和过滤不允许的RF辐射和操作经验，自1999年10月以来。
2000-08-18 physics.acc-ph
Installation Progress At The PIP-II Injector Test At Fermilab
一个CW兼容，脉冲H超导直线加速器“PIP-II”正在计划升级费米实验室的注入复杂。为了验证前端概念，正在建造一个测试加速器（PIP-II喷射器测试，以前称为“PXIE”）。该加速器的暖部分包括10 mA DC、30 keV H离子源、2 m长的低能束传输器（LEBT）、能够以连续波（CW）模式操作的2.1 MeV射频四极（QFT）和10 m长的中能束传输器（MEBT）。本文将介绍MEBT的第一节和第二节的安装以及相关的机械设计考虑。
2017-01-04 physics.acc-ph
Start-to-end simulation with rare isotope beam for post accelerator of the RAON accelerator
稀有同位素科学计划（RISP）的RAON加速器是为了产生和加速各种稳定的重离子束和稀有同位素束而研制的，具有广泛的科学应用前景。在RAON加速器中，由在线同位素分离（ISOL）系统产生的稀有同位素束流将通过后加速器，即从后低能束流传输（LEBT）系统和后射频四极（QFD）系统传输到超导直线加速器（SCL 3）。加速后的束流将在低能实验大厅中使用，或由超导直线加速器（SCL 2）再次加速，以便在高能实验大厅中使用。在本文中，我们将描述的开始到结束的模拟结果与罕见的同位素束流产生的ISOL系统在后加速器的RAON加速器。此外，还对超导直线加速器SCL 3的误差进行了分析和修正。
2016-06-08 physics.acc-ph
The impact of high-dimensional phase space correlations on the beam dynamics in a linear accelerator
本研究针对强子束流在RFQ结构中产生的仅六维相空间可见的横纵相关性问题，评估人为去相关对SNS直线加速器和BTF束流动力学的影响，发现加速初期真实分布与去相关副本演化趋同，说明低维投影或可满足高功率直线加速器的详细预测需求。
2023-10-06 physics.acc-ph
Design Guideline for Minimizing Space-Charge-Induced Emittance Growth
空间电荷诱导发射度增长是低能高强度直线加速器设计中的一个重要问题。引入均分原理，通过消除横向自由度和纵向自由度之间的自由能，减小空间电荷引起的发射度增长。在这项研究中，提出了一个不同的设计指导方针。建议保持纵向发射度与横向发射度的比值在1左右，并利用低发射度传输来最小化发射度增长。并以一台强流双光子加速器为例，对两种设计方法进行了比较。
2021-05-17 physics.acc-ph
An Overview of the Spallation Neutron Source Project
Spanish中子源（SNS）由六个国家实验室的工作人员设计，建造，安装和调试，阿贡国家实验室，布鲁克海文国家实验室，杰斐逊国家加速器实验室，劳伦斯伯克利国家实验室，洛斯阿拉莫斯国家实验室和橡树岭国家实验室。加速器系统的设计提供了一个695纳秒的质子脉冲到汞靶在60赫兹的重复率和平均功率为2兆瓦。中子减速器将把散中子转化为慢中子，用于材料科学研究。前端系统被设计为产生一个H-束的微脉冲，68%的光束，32%的光束关闭每965纳秒，在2.5 MeV的1毫秒，每秒60次。前端系统包括射频驱动的批量生产离子源、束流斩波系统、前置放大器和束流传输。离子源必须达到约65 mA，才能在直线加速器的输入端提供52 mA。直线加速器由一个漂移管直线加速器高达86.8 MeV，耦合单元直线加速器185 MeV，和超导RF直线加速器的标称能量为1 GeV。超导段的设计包括11个每个低温模块具有三个0.61-β腔的低温模块和17个每个低温模块具有四个0.81-β腔的低温模块，并具有安装四个0.81-β低温模块的空间。蓄能器环设计用于在全能量下进行电荷交换注入。对于2-MW操作，在累积循环结束时每束的峰值电荷将达到2.08x10**14。目标是将光束损失控制在1x 10 **-4以下。
2000-08-22 physics.acc-ph
HELIX: a hybrid envelope-multiparticle linac code with differentiable space-charge optimization
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
费米实验室开发的HELIX框架结合经典匹配算法与可区分匹配算法，在六四极子验证问题中实现高精度雅可比计算，经多维度基准验证后，还提供场图代理等功能并支持多后端。
2026-09-07 physics.acc-ph
Construction of the Initial Part of a Ion Linear Accelerator from Similar Short Cavities
本文研究由RFQ和短漂移管腔构成的氢离子常导直线加速器初始段，通过四极透镜聚焦实现稳定加速，并分析了提高输出能量的可行性。
2023-09-20 physics.acc-ph
H-Mode Accelerating Structures with PMQ Beam Focusing
我们已经开发出高效率的正常传导RF加速结构相结合的H模式谐振腔和横向光束聚焦的永磁四极杆（PMQ），光束速度的范围内的百分之几的光速。叉指H模（IH-PMQ）结构的并联阻抗比传统漂移管直线加速器的并联阻抗高10-20倍，而横向尺寸小4-5倍。结合3-D建模的结果-电磁计算，多粒子束动力学模拟与高电流，和热应力分析-为IH-PMQ加速器罐。在坦克的加速场分布进行调整，以提供最佳的传播50 mA的氘核束使用耦合迭代的电磁和束动力学建模。测量的IH-PMQ坦克的冷模型显示出良好的协议与计算。H-PMQ加速结构可以用于离子直线加速器的前端，也可以用于独立应用。
2011-04-19 physics.acc-ph
Fermilab PXIE Beam Diagnostics Development and Testing at the HINS Beam Facility
费米实验室正在计划建造X项目直线加速器的原型前端。X计划的注入器实验（PXIE）有望将1mA连续波H束加速到30MeV.该项目的一些主要目标是测试连续波整流器和H源、宽带逐束团束流斩波器和低能超导直线加速器。这种加速器的成功表征和操作对束线诊断提出了严格的要求。这些关键的束流测量包括束流电流、束流轨道、束流相位、束流长度、束流横截面和发射度、束晕和束尾以及宽带斩波器的消光性能。本文介绍了PXIE束流测量要求和仪器研制计划。还介绍了在费米实验室高强度中微子源（HINS）束设施测试其中许多仪器的计划。由于HINS已经是一个操作加速器，利用HINS进行仪器测试可以更快地开发所需的PXIE诊断。
2013-01-28 physics.acc-ph
Successful High Power Acceleration of the HSC Type Injector for Cancer Therapy in IMP
在此基础上，研制了一种将射频四极杆结构和漂移管结构组合在一个叉指H腔中的混合单腔直线加速器，并将其组装成用于治癌同步加速器的原理验证型注入器。HSC直线加速器的注入方式采用了直接等离子体注入方案（DPIS），该方案被认为是目前唯一能加速激光离子源（LIS）产生的强流重离子束的方法。HSC的输入束流被设计为20毫安（mA）C6+离子。数值模拟结果表明，该加速器可以加速6 mA的C6+离子束，满足治癌所需粒子数（108~9个/脉冲）的要求。该注入系统采用了DPAS方法的HSC注入器，可以省去现有的多匝注入系统和剥离系统，并可以使现有同步加速器磁体的束管尺寸缩小，从而降低同步加速器的整体成本（估计数百万美元）。详细的测量和评估组装的HSC直线加速器，并使用LIS与DPIS的高功率测试的结果，本文报道。
2015-03-25 hep-ex physics.acc-ph
An adjustable focusing system for a 2 MeV H- ion beam line based on permanent magnet quadrupoles
设计、建造并测试了一个基于四极永磁体（PMQ）的小型可调聚焦系统。使用有限元模拟实现PMQ模型，提供2.35 T的集成场梯度，最大场梯度为57 T/m。构造了一个原型，并测量了磁场，表现出良好的协议与模拟。粒子轨迹模拟提供了四极位置的初始值。相应地，在束线上构造并组装四个PMQ，然后调整它们的位置以在目标上获得（1.2 x 2.2）mm^2的最小束斑尺寸。本文介绍了一种用于外离子束的可调PMQ束线。基于市售NdFeB磁体的新颖紧凑设计为离子束应用提供了高度灵活性。
2013-02-05 physics.acc-ph
Elements of Ion Linear Accelerators + Calm in the Resonances -- and Other Tales
本书概述了非相对论直线加速器设计与优化的理论框架，重点探讨RFQ和APF直线加速器的实际设计方法及空间电荷效应，并提供开源软件，同时记录了作者近60年的加速器技术参与经历。
2024-04-29 physics.acc-ph physics.hist-ph
High Performance Charge Breeder for HIE-ISOLDE and TSR@ISOLDE Applications
我们报告的HEC 2（高能量压缩和电流）充电增殖，一个可能的高性能的继任者REXEBIS在ISOLDE的发展。新的增殖反应堆将与HIE-ISOLDE直线加速器升级的性能相匹配，并充分利用ISOLDE可能安装的储存环（TSR@ISOLDE倡议[1]）。根据离子束接受度和容量要求，增殖器具有2-3.5 A的电子束。在许多情况下，非常高的电荷状态，包括裸离子高达Z=70和Li/Na类高达Z=92，可以要求在存储环中的实验，因此，电子束能量高达150 keV是必需的。以0.5-1 Hz的注入速率产生具有如此高电荷态的离子所需的电子束电流密度在10和20 kA/cm 2之间，这与最大重复率为100 Hz的HIE-ISOLDE直线加速器产生A/q<4.5离子所需的电流密度一致。在与BNL [2]的联合实验中演示了具有1.5 A和30 keV脉冲电子束的原型电子枪的第一次操作。此外，我们报告了进一步的发展，旨在实现CW操作的电子束具有几何横向离子接受匹配的1+离子注入（11.5 μm），和发射/能量扩展的提取离子束匹配的下游质量分离器和质量分离器（0.08 μm归一化/ +/- 1%）。
2014-09-09 physics.acc-ph
Stability of a Charged Particle Beam in a Resistive Plasma Channel
本文研究了惯性相对论束流在外加磁场约束的等离子体通道中的自聚焦，作为对直线加速器束流注入器（射频四极）出射束流进行再调节的一种手段。对自聚焦光束的稳定性进行了详细的研究。为了统一地解释束丝和电阻软管不稳定性，我们在有限等离子体通道中的色散关系的推导中处理了所有的方位角模，它们表现出许多不稳定模，这些模按温伯格方案[Steven Weinberg，J. Math.8，614（1967）]进行了分类。
2009-01-18 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph
Space-charge compensation of a low-energy He2+ beam with fluorine-containing gases
RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science（RIKEN理化学研究所西村加速器科学中心）
该研究在RIKEN重离子直线加速器LEBT中引入含氟气体实现低能He2+束的空间电荷补偿，安装新型栅网式斩波器后成功稳定加速19.3 μA He2+束流，占空比达10%，对应连续波模式约193 μA，可支撑200 μA级束流加速。
2026-08-10 physics.acc-ph
