Fabrication and cold test of prototype of spatially periodic radio frequency quadrupole focusing linac
中国科学院近代物理研究所研制了一台频率为325 MHz的空间周期射频四极聚焦直线加速器样机，该样机有望成为强流直线加速器的前端元件。它由一系列交替交叉H型漂移管和射频四极部分。由于其特殊的几何形状，腔体的加工是其工程开发和应用的主要障碍。在本文中，我们报告了详细的机械设计，这种结构，并描述了其制造过程，包括加工，装配和检查。场分布的测量通过珠拉技术。结果表明，加速场和聚焦场的场误差都在可接受的范围内。提出并验证了这种新结构的调谐方案。详细介绍了冷态试验过程和结果。该样机的研制为空间周期射频四极结构的应用提供了有价值的指导。
2021-01-15 physics.acc-ph
High-frequency structure design and RF stability analysis of a 4-vane radio frequency quadrupole with pi-mode stabilizer loops
基于紧凑型加速器的中子源设施正在引起人们的关注，并在材料和工程科学以及中子科学教育和培训中发挥着重要和不断扩大的作用。中子是由低能质子束轰击铍或锂靶产生的。在这样的基于加速器的中子源中，通常利用射频四极杆（RFID）将高强度质子束加速到几MeV。本文主要研究了一种具有π模稳定回路的四叶片整流器的高频结构优化设计及其射频稳定性分析。设计了一台176 MHz的质子加速器，工作在10%的占空比下，能在5.3 m的长度内将80 mA的质子束从65 keV加速到2.5 MeV。PISL的采用确保了高RF稳定性，简化了加速器的操作，并意味着不太严格的对准和加工公差。
2022-03-18 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
High dimensional characterization of the longitudinal phase space formed in a radio frequency quadrupole
现代加速器前端几乎完全包括射频四极杆，用于初始捕获和聚焦低能束。纵向束流中的动力学定义了纵向束流参数。模拟的SNS与PARMTEQ播种与现实的LEBT分布产生一个2.5兆电子伏，40毫安的H-束的均方根发射度为130度keV。在测量中，纵向相空间的详细表征，包括一个新的纵向发射度的依赖横向坐标的研究。这项工作介绍了一种新的虚拟狭缝技术，提供子狭缝分辨率的能量谱仪，以及可视化的4D相空间数据的方法。通过模拟和测量，证实了射频谐振形成的聚束具有明显的内部关联结构。高维特征被证明是在定性协议。然而，测量的均方根发射度高达30%低于预测，更接近95度千电子伏的设计值。
2020-08-14 physics.acc-ph
Project PROMETHEUS: Design and Construction of a Radio Frequency Quadrupole at TAEK
PROMETHEUS项目正在设计和开发一个4叶片射频四极杆（QF）及其H+离子源、一条低能束流传输线和诊断部分。该项目的主要目标是实现低能离子加速到1.5 MeV，加速时间短于2米。等离子体离子源正在开发中，以产生20 keV，1 mA的H+束。离子源，传输和束流动力学的模拟结果一起与新开发的设计代码DEMIRCI进行分析研究。模拟结果表明，在下游1.7 m处，能量为1.5 MeV的束流传输率可达99%。作为第一阶段，将为低功率RF特性构建一个铝合金原型，即所谓的冷模型。在这方面的贡献，该项目的地位，设计考虑因素，模拟结果，各种诊断技术和制造问题进行了讨论。
2015-04-28 physics.acc-ph
HIBISCUS: a new ion beam radio-frequency quadrupole cooler-buncher for high-precision experiments with exotic radioactive ions
本文介绍新型射频四极杆冷却-聚束器HIBISCUS，用于改善低能奇异放射性离子束光学性能并实现微秒级短束团引出，给出其技术特性、最佳工作参数及传输效率、能量展宽和时间宽度等性能结果。
2025-01-13 physics.acc-ph physics.ins-det
Compact buncher cavity for muons accelerated by a radio-frequency quadrupole
研制了一种用于射频四极直线加速器加速μ子的聚束腔。聚束腔设计用于工作频率为324 MHz的$β=v/c=0.04$。它采用了双间隙结构，在TEM模式下工作，以满足所需的有效电压与紧凑的尺寸，以考虑到有限的实验空间。测得的谐振频率和空载品质因数分别为323.95 MHz和$3.06\times10^3$。利用该聚束腔成功地测量了μ子的纵向束团尺寸。
2019-07-04 hep-ex physics.acc-ph
First Proof-of-Concept Prototype of an Additive-Manufactured Radio Frequency Quadrupole
增材制造（AM）技术的不断发展为新型加工提供了机会，并改进了现代粒子加速器组件的设计方案。射频四极（Quadrupole，简称QRF）直线加速器是制造和组装最关键、最复杂和最精密的加速器元件之一，它被用作所有大型现代质子和离子加速器系统的注入器。出于这个原因，该平台被广泛的欧洲合作机构选中，参与I.FAST（加速器科学和技术创新培养）地平线2020项目的AM开发。ESTA是一个很好的候选人，以展示如何复杂的纯铜加速器组件可以制造的AM和他们的功能如何可以提高这一不断发展的技术。为了证明AM工艺的可行性，设计了一个原型涡轮机部分，相当于750 MHz 4叶片涡轮机的四分之一，该涡轮机经过优化，采用最先进的激光粉末床融合（L-PBF）技术进行生产，然后用纯铜制造。据作者所知，这是AM在世界上制造的第一个半成品。随后，测量了原型的几何精度和表面粗糙度。所获得的结果是令人鼓舞的，并确认了AM制造高科技加速器组件的可行性。还证实，由于AM技术提供的机会，可以成功地实现螺旋形几何形状，特别是关键的电极调制和复杂的冷却通道。进一步的原型将旨在改善表面粗糙度和测试真空性能。同时，实验室测量将开始测试和改善AM制造的电极样品的电压保持性能。
2021-10-11 physics.acc-ph
Commissioning of a radiofrequency quadrupole cooler-buncher for collinear laser spectroscopy
本文介绍在共线激光光谱装置中开发并调试RFQ冷却聚束器，实现连续离子束的短束团转换，传输效率超过60%、束团时间宽度约2 μs，并提升整体传输性能。
2025-07-24 nucl-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Neural Networks as Effective Surrogate Models of Radio-Frequency Quadrupole Particle Accelerator Simulations
本文提出基于Julia和GPU训练的神经网络替代模型，以20万样本实现RFQ仿真所有输出参数<6%误差，并用于多目标优化选择最优设计。
2024-03-15 physics.acc-ph physics.comp-ph
DEMIRCI: An RFQ Design Software
自20世纪70年代以来，用于将低能离子加速到高能的射频四极杆的开发和生产一直在继续。由于世界各地对离子束的兴趣日益增加，开发离子束设计软件包已成为必然，该软件包可以提供易于使用的图形界面，可以可视化离子束在离子束内的行为，并且可以在Unix和Windows平台上运行。在这方面，正在开发一个新的计算机设计软件包，DEMIRCI。为了满足用户的期望，DEMIRCI最近增加了一些新功能。除了通过图形界面和命令行使用外，DEMIRCI还丰富了束流动力学计算。这个新的模块使用户能够定义和跟踪输入光束，并监控其沿光束的行为。此外，Windows操作系统已添加到支持的平台列表中。最后，正在增加更现实的8项潜在结果。本文将总结DEMIRCI设计软件的最新发展和结果。
2016-03-21 physics.acc-ph
Multi-objective design optimization of a Quadrupole Resonator under uncertainties
为了精确测定超导材料的射频（RF）特性，借助于所谓的四极谐振器（QPR）进行量热测量。这一过程受到某些系统测量误差的影响，这些误差具有各种不确定性来源。为了减小几何不确定性对测量偏差的影响，本文采用改进的最速下降法对QPR {在期望测度方面}进行多目标形状优化。因此，几何参数的变化是由多项式混沌（PC）扩展技术建模。然后，所产生的麦克斯韦特征值问题与随机输入数据的解决，使用基于PC的随机配置方法（PC-SCM）。此外，为了评估特定几何参数的贡献，提出了基于方差的灵敏度分析。这允许修改最速下降算法，从而减少找到最优解所需的计算负荷。最后，优化结果的形式的一个有效的近似的帕累托前的三维（3D）模型的QPR。
2020-04-20 physics.acc-ph physics.comp-ph
A 3.0mev Komac/KTF RFQ Linac
将20 mA质子束从50 keV加速到3 MeV的射频四极（Radio Frequency Quadrupole，简称FQQ）直线加速器已经设计完成，并正在韩国原子能研究所（Korea Atomic Energy Research Institute，简称KAERI）的韩国多用途加速器综合体（Korea Multipurpose Accelerator Complex，简称KOMAC）项目的第一阶段KOMAC测试设施（KOMAC Test Facility，简称KTF）中制造。本文介绍了该装置的物理设计、工程设计和制造情况。
2000-08-18 physics.acc-ph
Design optimization, commissioning, and uncertainty analysis of the quadrupole resonator system at Jefferson Lab for SRF material characterization
Thomas Jefferson National Accelerator Facility（托马斯·杰斐逊国家加速器设施）；CERN（欧洲核子研究组织）；Old Dominion University（老道明尼大学）
该研究优化了杰斐逊实验室的四极谐振器（QPR）系统，实现了多频率SRF材料表征，验证了其测量性能并量化了不确定度，为SRF材料表征提供了可靠平台。
2026-09-07 physics.acc-ph
First muon acceleration using a radio frequency accelerator
第一次使用射频加速器加速了μ子。负μ 鎓原子（Mu $^-$）是正μ子（$μ^+$）和两个电子的束缚态，在铝降能器中通过电子俘获过程由$μ^+$产生.产生的Mu $^-$最初被静电加速并注入到射频四极直线加速器（LINAC）中。在这一过程中，Mu $^-$被加速到89 keV。加速的Mu $^-$通过动量测量和飞行时间来识别。这种紧凑的μ子直线加速器打开了大门，各种μ子加速器的应用，包括粒子物理测量和透射μ子显微镜的建设。
2018-03-21 hep-ex physics.acc-ph
Low Level Radio-Frequency system used for testing the RFQ prototype of MYRRHA
在H2020计划的欧洲项目MYRTE（MYRRHA研究和嬗变努力）的框架内，设计了一个176.1 MHz频率的4棒四极杆加速器（射频四极杆），用于在CW（连续波）操作中从30 keV加速到1.5 MeV，加速到4 mA质子。已经开发了LLRF原型，以调节加速器场的幅度和相位到频率调谐器的电机控制的频率调谐器的频率和频率。在Louvain-La-Neuve的设施将重点介绍所使用的LLRF系统和一些初步结果。
2019-10-01 physics.acc-ph physics.ins-det
Coupled multiphysics analysis of a 4-vane RFQ accelerator under high power operation
四叶片射频四极杆（Radio Frequency Quadrupole，简称UHF）的射频谐振四象限机械结构具有高品质因数和窄带宽，导致在高功率操作下对由热膨胀引起的频率失谐具有高灵敏度，因此最小化频率误差和提供动态调谐是非常重要的设计问题。在这里，我们描述了一种优化方法，以找出一个合适的冷却设计的4叶片涡轮机在稳态。此外，我们还研究了加速器在瞬态热分析中的响应，这有助于指导调试和减少频率失谐。以新近研制的176 MHz四叶片涡轮机为例，利用CST和ANSYS进行了多物理场分析。当达到80 kV的叶片间电压时，该整流器将消耗211 kW，这是在5.3米内将80 mA质子从65 keV加速到2.5 MeV所需的。
2022-03-11 physics.acc-ph
Design Studies with DEMIRCI for SPP RFQ
射频四极天线的设计是一项繁重的工作，需要对天线的主要参数有很好的了解并进行相应的计算。到目前为止，只有少数软件包以可靠的方式执行此任务。这些遗留软件虽然经过了时间的验证，但可以从面向对象（OO）编程等现代软件开发工具中受益。本文介绍了一种新的计算机设计软件DEMIRCI。它完全是使用C++从头开始编写的，基于CERN的OO ROOT库。它有一个友好的图形用户界面和一个用于批量计算的命令行界面。它还可以通过文件交换与现场的类似软件进行交互。在介绍了DEMIRCI的一般特性后，根据土耳其安卡拉的一个示范加速器SPP（SNRTC Project Prometheus）的参考设计参数，讨论了它与类似软件包的兼容性。
2015-07-08 physics.acc-ph
