A Superconductive, Low Beta Single Gap Cavity for a High Intensity Proton Linac
一个单间隙，352兆赫超导再入腔5-100兆电子伏束已设计完成，目前正在建设中。这一发展是在核废料嬗变的30毫安质子直线加速器项目的框架内进行的。将描述这种腔的机械、低温和射频设计特性。
2000-07-27 physics.acc-ph
Broad-band chopper for a CW proton linac at Fermilab
讨论了费米实验室X计划对逐束团斩波器的要求和技术限制。
2012-08-13 physics.acc-ph
Design of a 10 MeV normal conducting CW proton linac based on equidistant multi-gap CH cavities
连续波强流质子直线加速器作为高功率质子加速器的前端有着广泛的应用。低能量部分是最困难的部分，目前还没有被广泛接受的解决方案。在分析连续波低能质子直线加速器聚焦特性的基础上，提出了一种基于等间距七间隙十字H型腔的10 MeV低能正导质子直线加速器。直线加速器由10个7间隙CH腔组成，横向聚焦由腔间的四极偶极维持。直线加速器的总长度小于6米，平均加速梯度约为1.2 MeV/m。利用微波工作室对腔体的电磁特性进行了研究。在标称加速度梯度下，腔体内最大表面电场小于1.3倍基尔帕特里克极限，每个腔体的欧姆损耗小于35 kW。利用Tracewin程序进行了多粒子束流动力学模拟，模拟结果表明，该加速器的束流动力学性能稳定，能够加速到30 mA的束流，并具有良好的动力学性能。
2014-11-28 physics.acc-ph
Status of the RFD Linac Structure Developement
射频聚焦漂移管（RFD）直线加速器结构的原理验证（POP）原型目前正在直线加速器系统进行测试，由于各种技术问题，经过多年的延迟。将讨论这些技术问题及其解决方案。将报告这些测试的状态。这一直线加速器结构的未来发展计划将被揭示。将描述这种直线加速器结构在各种科学、医学和工业应用中的潜在用途，包括：用于质子同步加速器的质子直线加速器注入器，用于PET同位素生产的紧凑型质子直线加速器，用于BNCT应用的超热中子源，用于质子治疗的能量增强器，用于热中子射线照相术的紧凑型便携式中子源，以及用于冷中子物理学和相关应用的脉冲冷中子源。
2000-08-30 physics.acc-ph
Pulsed Superconductivity Acceleration
建议的直线对撞机TESLA的设计是基于9细胞1.3 GHz超导铌腔，在脉冲模式下操作。在国际合作的框架内，在DESY建立了TESLA测试设施（TTF），为腔体研发提供基础设施，以实现更高的梯度。测试了60多个九室腔，测量到高达30 MV/m的加速梯度。在TTF腔的第二次生产中，测得平均梯度为24.7 MV/m。两个模块，每个模块包含八个谐振器，目前在TTF直线加速器中使用。这些腔以脉冲模式操作：0.8 ms恒定梯度，重复率高达10 Hz。我们将集中在两个方面：首先，腔的制造和处理进行了讨论，允许达到高梯度。将显示单电池腔的最新结果，超过40 MV/m。其次，回顾了超导腔的脉冲工作模式。这包括洛伦兹力失谐、机械振动（颤噪）和射频场控制。这两个主题满足了即将到来的兴趣超导质子直线加速器，如超导驱动器直线加速器SNS（超导中子源）。
2000-09-29 physics.acc-ph
The design study for a 500 MeV proton synchrotron with CSNS linac as an injector
利用中国空间中子源（CSNS）直线加速器作为注入器，提出了一种500 MeV质子同步加速器，用于生物、材料和质子治疗等多学科应用。同步加速器将提供能量从80 MeV到500 MeV的质子束。设计了一个紧凑的格子结构，并研究了所有重要的束流动力学问题。80 MeV的H-束流被剥离后，采用多圈注入的方式注入同步加速器。为了在小束流损失的情况下连续提取质子，提出了消色差结构，并采用了射频敲除的慢提取方法。
2016-04-12 physics.acc-ph
Beam Energy Stabilization of the Kek 40mev Proton Linac
本文介绍了KEK 40MeV质子直线加速器束流能量稳定的新方法。该方法是将40MeV束流线上安装在去束器上游的速度监测器的信号经处理后送入去束器射频系统的移相器，以消除束流能量的波动。本文通过梁试验验证了该方法和系统的有效性。
2000-08-19 physics.acc-ph
Detection of Explosives by Using a Neutron Source Based on a Proton Linac
本文讨论了利用氮核俘获中子辐射探测爆炸物的可能性。质子LINAC被提供作为具有以下参数的中子源：质子能量五兆电子伏，束脉冲电流一又十分之七毫安，电流脉冲的持续时间两百微秒，重复频率五十赫兹。中子形成的反应是锂（p，n）铍。它表明，这种中子源将有10到12度中子每秒的强度，将允许一个检测网球大小的爆炸物。
2016-06-22 physics.acc-ph
Calculation of acceptance of high intensity superconducting proton linac for Project X
Project-X是计划在美国费米实验室建造的高强度质子设施。它的超导直线加速器将用于第一阶段的加速，将以连续波（CW）模式运行。直线加速器分为三个部分的基础上的工作频率和六个部分的基础上的家庭的RF腔用于加速束流从2.5 MeV到3 GeV。从一个部分到另一个部分的过渡可能会限制直线加速器的验收，如果这些不匹配。我们进行了一项研究，以计算接受的直线加速器在纵向和横向平面。对限制纵向验收的最敏感区域进行了调查，并研究了关键位置梁线元件失效对验收的影响。
2012-02-24 physics.acc-ph
Instrumentation Developments and Beam Studies for the Fermilab Proton Improvement Plan LINAC Upgrade and New RFQ Front-End
费米实验室正在开发一个质子改进计划（PIP），以增加其质子源的吞吐量。该计划涉及硬件修改，以提高重复率和改善束流损失，同时确保质子源到2025年的可行操作。PIP的第一阶段将使费米实验室质子源在2013年年中之前每小时提供1.8e17个质子。作为初始升级的一部分，费米实验室计划安装一个新的前端，包括双氢离子源和201 MHz脉冲激光器。本文将介绍这种新的前端束流研究测量，并讨论新的费米实验室直线加速器束流仪器升级。
2014-08-29 physics.acc-ph
A Super-Conducting Linac Driver for the HFBR
本文报道了美国布鲁克海文国家实验室（BNL）质子超导直线加速器（SCL）作为高通量Breader反应堆（HFBR）驱动器的可行性研究。直线加速器以连续波（CW）模式工作，产生平均10兆瓦的束流功率。直线加速器能量为1.0 GeV。平均质子束强度为10 mA。
2000-08-16 physics.acc-ph
A High-Intensity H- Linac at CERN Based on LEP-2 Cavities
鉴于欧洲核子研究中心加速器复合体可能向更高的质子强度发展，设计了一个具有4 MW束流功率的2.2 GeV H-直线加速器，用于与基于μ子的中微子工厂的质子驱动器的蓄能器和压缩机环连接。该直线加速器的高能部分可以使用2000年底LEP对撞机退役后的大部分射频设备（超导腔和速调管）。最近的结果有关低β超导腔，直线加速器设计的主要特点进行了说明。完整的直线加速器为基础的质子驱动器的设施进行了概述，并强调了对直线加速器设计的要求，具体到中微子工厂的影响。
2000-08-18 physics.acc-ph
Statistical simulations of machine errors for LINAC4
LINAC 4是CERN提出的一种正常导电的H-直线加速器，为CERN加速器链提供更高的质子通量。它应该取代现有的LINAC 2作为质子同步加速器助推器的注入器，也可以在未来作为SPL的前端运行，SPL是一个3.5 GeV的超导质子直线加速器。LINAC 4由一个射频四极，斩波线，漂移管直线加速器（DTL）和细胞耦合DTL所有工作在352 MHz，最后在704 MHz的侧耦合直线加速器。通过端到端模拟研究并优化了光束动力学。本文提出了统计模拟的机器误差，以验证所提出的设计。
2006-07-04 physics.acc-ph
The focusing properties of both normal and superconducting low energy CW proton Linacs
连续波强流质子直线加速器作为高功率质子加速器的前端有着广泛的应用。低能量部分是最困难的部分，目前还没有被广泛接受的解决方案。正常导电和超导加速结构被认为是可能的解决方案。虽然正常导电结构和超导结构在加速电压、最大电场等方面有很大的不同，但我们发现这两种加速结构所组成的晶格的聚焦特性却有很大的相似性。本文从束流动力学的角度分析了由正常导电结构和超导结构组成的晶格的优缺点，讨论了它们对束流主要参数的约束。
2016-10-21 physics.acc-ph
An 800-MeV superconducting LINAC to support megawatt proton operations at Fermilab
自2013年夏天以来，美国对高能物理优先事项进行了积极的讨论，导致费米实验室对现有加速器综合体未来发展的计划发生变化。特别是，X项目的范围缩小到在项目第一阶段支持长基中微子设施。该设施的名称改为PIP-II（质子改进计划）。这个新设施是现有质子改进计划的合理扩展，旨在使费米实验室的助推器和主注入器（MI）的平均功率增加一倍。它的设计和所需的研发与X项目密切相关。本文讨论了这一新设施的目标和变化的项目X直线加速器介绍，以支持这些目标。
2015-02-05 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
Optimization of Superconducting Linac for Proton Improvement Plan-II (PIP-II)
PIP-II是费米实验室综合体的重要升级，将为LBNF的国际深地下中微子实验提供世界上最强的高能中微子束，并支持费米实验室的广泛物理计划。最终，PIP-II超导直线加速器将能够将$H-$ CW束加速到800 MeV，平均功率为1.6 MW。为了以如此高的功率运行直线加速器，必须严格控制束流损耗和束流发射度增长。在本文中，我们提出了一个强大的和有效的物理设计的PIP-II直线加速器超导部分的直线加速器选项的全局优化的结果。我们还研究了偶极校正器的非线性场对光束质量的影响，并通过统计分析得出了对场质量的要求。最后，我们评估需要纠正四极聚焦产生的半波，单辐加速腔。我们评估了通过改变直线加速器聚焦场的极性来控制机器中束流耦合的可行性
2022-09-06 physics.acc-ph
Study on transient beam loading compensation for China ADS proton linac injector II
在2014年10月至12月在中国科学院近代物理研究所进行的加速器驱动次临界（ADS）系统注入器原型II的束流调试测试期间，观察到了显著的瞬态束流加载效应。在这些测试中，实验进行了CW操作的腔与脉冲束电流，该系统被配置为利用一个原型数字低电平射频（LLRF）控制器。该系统最初是在脉冲模式下使用简单的PID反馈控制算法操作的，该算法在脉冲10 mA射束操作期间不能保持期望的梯度调节。采用PI反馈和前馈控制相结合的方法，实现了一种简单的束流瞬态负载补偿方法，以显著减小腔梯度中的束流瞬态效应。采用该控制算法后，超导腔场的变化率小于1.7%。本文介绍了该系统的设计和实验结果。
2016-01-25 physics.acc-ph
Industrial Fabrication of Medium-Beta SCRF Cavities for a High-Intensity Proton Linac
在1999年期间，四个700兆赫，中β（b = 0.64），超导射频（SCRF）腔的高强度质子直线加速器项目在洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）制造的工业。SCRF腔体由美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯的LANL团队设计，并在法国罗马的CERCA工厂制造。空腔由4 mm厚的固体铌片制成，其剩余电阻率比（RRR）大于250。这些铌板由Wah Chang（美国）、Heraeus AG（德国）和Tokyo Denkai（日本）提供。SCRF腔体被运送到LANL进行性能测试。本文描述了在CERCA生产过程中获得的经验。
2000-08-16 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
Study on the microwave ion source of 100-MeV proton linac
微波离子源被用作韩国多用途加速器综合体（KOMAC）的100-MeV质子加速器的离子源。离子源的规格为50 keV的能量和20 mA的峰值电流。等离子体使用磁控管以CW模式操作，并且使用位于提取电源中的半导体开关提取脉冲束。基于脉冲电压和脉冲电流测量了束流特性。同时，还建立了离子源束流特性测试台，对离子源束流特性进行了离线研究。本文介绍了该离子源的脉冲束流特性和实验台的安装情况。
2016-06-14 physics.acc-ph
Proton LINAC Using Spiral Wave-guide with Finite Energy of 80 MeV
本文考虑了同时脉冲加速七个质子束的机会，每束电流为一百毫安。加速器由两部分组成。在长度为5米的加速器的第一部分中，质子被加速到兆电子伏特的能量。这部分加速器消耗的高频功率相当于兆瓦。在长度为50米的加速器的第二部分中，质子被加速到80兆电子伏特的有限能量。加速器的第二部分消耗的高频功率是74兆瓦。质子束在加速器的第一和第二部分中的径向聚焦是利用由超导螺线管产生的10特斯拉的磁场来实现的。
2016-06-07 physics.acc-ph
Beam delivery systems for linac-based proton therapy
本文提出了一种基于绝热跃迁概念的质子治疗机架的设计。使用固定场交变梯度磁体允许大的动量接受并支持快速能量调制。使用光束跟踪代码的机架的光学性能进行了分析。已经研究了晶格和过渡部分的几种优化，以减小尺寸并确保适用于笔形波束扫描。全能量范围的匹配导致台架尺寸的增加，但与与操作中的设施有关的那些相比，显著地降低了重量和成本。
2021-05-12 physics.acc-ph
Design of a Marx-Topology Modulator for FNAL Linac
费米实验室质子改进计划（PIP）于2011年底形成，以解决质子源机器（注入器线，直线加速器和助推器）的重要和必要的升级。目标是通过加倍助推器束循环速率来增加质子通量，同时保持每个循环相同的强度，相同的能量密度和外壳中相同的剩余激活。对于直线加速器，PIP的主要重点是解决可靠性问题。主要任务之一是取代目前在200 MHz射频系统上使用的硬管调制器。计划取代这个高功率系统与马克思拓扑调制器，能够提供所需的波形整形，以稳定的加速梯度和补偿束流加载，将与开发数据的原型装置。
2015-04-28 physics.acc-ph
Radiation Shielding Analysis for the PIP-II Linac at Fermilab
质子改进计划II（PIP-II）[1]是费米实验室开发的，为实验室的实验提供强大的质子束。一个800兆电子伏的超导直线加速器-该项目的核心-目前正在建设中的巴达维亚，伊利诺伊州（美国）。完成后，超导直线加速器将成为费米实验室长基线中微子设施（LBNF）所需的1.2 MW（第1阶段）和2.4 MW（第2阶段）质子束的起点[2]。由于在加速器部件中不可避免地损失一部分束流，在正常运行和事故期间，在加速器隧道中将产生一定水平的辐射。本文研究加速器装置的辐射屏蔽设计。
2023-01-19 physics.acc-ph
Beam Dynamics Framework Incorporating Acceleration to Define the Minimum Aperture in Two Focusing Schemes for Proton Radiotherapy Linac
本文提出一个包含加速效应的横向束流动力学框架，用于质子放疗直线加速器，通过解析求解类FODO方案和最小孔径方案，实现束流尺寸控制与最小孔径定义。
2024-03-15 physics.acc-ph
Error study of CERN Linac 4
LINAC 4是一个正常的导电H结构，建议加强质子通量目前可用于欧洲核子研究中心加速器链。该直线加速器旨在将65 mA的光束加速到160 MeV，以注入CERN质子同步加速器助推器。加速是由一个射频四极谐振在352 MHz，然后由一系列的两个漂移管系统（传统的阿尔瓦雷斯和细胞耦合漂移管直线加速器）提高束流高达90 MeV在352 MHz和完成的边耦合直线加速器在704 MHz的352 MHz的射频四极谐振到3 MeV。通过端到端模拟研究并优化了光束动力学。通过对机器误差建模验证了该设计的稳健性。本文介绍了这种错误的研究结果。
2006-07-04 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
A Proposal of a Superconducting Linac in CW Operation for Multi-Purposes
超导直线加速器的束流比普通直线加速器的束流大几个数量级，有望在各个科学领域取得重大发现。然而，SC直线加速器的广泛使用受到高建造和运行成本的限制。为了解决这个问题，我们提出了一个连续波（CW）操作的SC直线加速器共享的电子/正电子束有效的多用途利用。直线对撞机、μ子对撞机等高能物理项目需要强流正电子/电子束，而下一代X射线光源则需要强流高质量的电子束。作为例子，我们讨论了国际直线对撞机的注入器，X射线自由电子激光和能量恢复直线加速器光源。我们发现了一个可行的解决方案，建议多束流操作，尽管高质量的束流要求和复杂的操作：控制混合束流没有脉冲磁铁，较低的束流损耗和腔中的热负荷，高稳定性的束流能量，并在高平均电流操作。
2018-07-20 physics.acc-ph
Summary of the Superconducting RF Linac for Muon Collider and Neutrino Factory
Project X是一个拟议中的项目，将在费米国家加速器实验室建造，有几个潜在的任务。Project-X加速器链的主要部分是超导直线加速器，2009年10月举行了一次研讨会，集中讨论直线加速器参数。研讨会的任务是“...只关注SRF直线加速器的方法以及如何使用它。".本次研讨会的第二工作组的重点是评估正在考虑的不同直线加速器选项如何影响μ子对撞机（MC）和中微子工厂（NF）应用的潜在实现。特别是工作组的任务是“研究使用多兆瓦质子直线加速器来瞄准，相位旋转和收集μ子，以支持μ子对撞机和中微子工厂”。为了集中工作组的讨论，在早期确定了三个主要问题，作为参考：1）μ子对撞机和中微子工厂的质子源要求是什么？2)在实现所需的μ子对撞机和中微子工厂质子源方面有哪些问题？a.一般考虑B。项目X确定的两种直线加速器配置的特定考虑因素。3)在我们有理由相信ICD 1/ICD 2可以升级以提供中微子工厂/μ子对撞机的需求之前，需要做些什么？会上作了一些专题介绍，可在研讨会网站上查阅。本文件不对个别发言进行总结，而是讨论与上述三个指导性问题有关的总体结论。
2012-01-31 physics.acc-ph
A Multi-MW Proton/Electron Linac at KEK
在圆形机器中限制束功率的主要“瓶颈”是由产生束不稳定性的空间电荷效应引起的。为了最大限度地提高“质子驱动器”的束流功率，建议建造一个仅由2.5 GeV注入器直线加速器和20 GeV脉冲超导直线加速器组成的设施。这种设施可以利用科索沃能源公司现有的加速器基础设施建造。PI基于欧洲空间源（ESS）直线加速器，将作为SCL的注入器和质子束源，可用于大量产生，例如，中子和μ子。由SCL加速的质子将通过KEK特里斯坦环转移，以产生用于固定目标实验的中微子、K介子和μ介子束。在稍后阶段，可以在特里斯坦环内安装一个70 GeV的质子同步加速器。SCL包括1.3 GHz ILC型射频腔，也可以加速极化或非极化电子束。加速后，电子可以用来产生极化的正电子，或者可以穿过XFEL波荡器。
2016-11-22 hep-ex physics.acc-ph
Wake Field Effect Analysis in APT Linac
1.7 GeV 100 mA连续波质子直线加速器目前正在为加速器生产氚（APT）项目设计。APT直线加速器包括正常传导（低于211 MeV）和超导（SC）部分。高电流导致对允许的束流损耗（<1 nA/m）的严格限制，这需要仔细分析所有可能的损耗源。虽然尾场效应通常被认为是可以忽略不计的质子直线加速器，我们研究这些影响的APT排除潜在的问题，在这样一个高电流。损耗因子和谐振频谱的各种不连续性的真空室的调查，无论是分析和使用2-D和3-D的模拟代码与一个单一的束，以及与许多束。我们的主要结论是，唯一值得注意的影响是HOM加热的5细胞SC腔。然而，它具有可接受的水平，此外，将由HOM耦合器处理。
1998-07-20 physics.acc-ph
PIP-II Project Progress and Challenges
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
PIP-II 项目旨在建造新的超导直线加速器，以双倍能量和强度向助推器注入质子，并支持 LBNF 靶功率，文章介绍其设计目标、建设进展及运行挑战。
2026-09-15 physics.acc-ph
Space charge dominated momentum spread and compensation strategies in the post-linac section of Proton Improvement Plan-II at Fermilab
针对 PIP-II 后直线加速器段空间电荷导致束流动量散布超标的问题，本文提出并优化了采用 debuncher cavity 的缓解策略，确保束流安全传输至 Booster 同步加速器。
2024-05-31 physics.acc-ph
An electron linac with high beam intensity over 1-Ampere for disposal of radioactive waste
为了处置长寿命放射性废物，人们不仅提出了高紫外质子加速器，还提出了电子直线加速器。质子加速器直接引起核裂变和突变。另一方面，电子束有两个过程：通过韧致辐射产生γ射线，产生的γ射线可用于（γ; n）反应。质子使原子核消散，同时产生新的放射性同位素的副产品。由于电子直线加速器产生较少的放射性废物，我们只聚焦一个高束流强度超过1安培的电子直线加速器。为了尽可能减少放射性同位素的副产物，我们用能量小于30 MeV的电子束加速。加速束流强度设计为大于1安培。为了实现高强度的电子直线加速器，直线加速器的工作方式不再是脉冲工作，而是连续工作。为了加速电子束，我们安装了高阶模（HOM）自由正常导电腔来抑制束流不稳定性。
2020-03-30 nucl-ex physics.acc-ph
The RF source of the 60-MeV Linac for the KEK/JAERI Joint Project
60兆电子伏质子直线加速器的建设已经开始，作为能源公司/日本原子能研究所在能源公司建立高强度质子加速器设施的联合项目的低能前沿。加速频率为324 MHz。五个超高频速调管被用作射频源;它们的额定最大功率为3兆瓦，束脉冲宽度为700微秒（射频脉冲宽度为650微秒），重复频率为50 pps。我们已经制造了一个原型射频源（一个电源系统与调制阳极脉冲调制器和原型速调管）。本文综述了包括WR-2300波导系统在内的射频源的技术指标和发展情况。在制造过程中，观察到由于从收集器返回的电子引起的强烈振荡。从实验和理论两方面对这一现象进行了分析。我们已经测试了近3兆瓦的输出功率，并成功地测试了DTL热模型结构。
2000-08-17 physics.acc-ph
Cyclinac Medical Accelerators Using Pulsed C6+/H2+ Ion Sources
带电粒子疗法，或所谓的强子疗法，发展非常迅速。科学界面临着巨大的压力，需要提供专用的加速器，以最低的成本提供最好的治疗方式。在这种情况下，意大利研究基金会TERA正在开发快速循环加速器，称为“cyclinacs”。这些是回旋加速器（将离子加速到固定的初始能量）和随后的高梯度直线加速器的组合，所述高梯度直线加速器将离子能量提升到医学治疗所需的最大值。直线加速器由许多独立控制的速调管供电，以改变从一个脉冲到下一个脉冲的束能量。该加速器最适合使用4D多点扫描技术治疗活动器官。本文介绍了一种质子/碳离子双回旋加速器。它由电子束离子源、超导等离子体回旋加速器和高梯度直线加速器组成。所有这些机器都以高重复率（100-400 Hz）脉冲。该源应在短脉冲（1.5 μs平顶）中提供C6+和H2+离子，并具有足够的强度（在300 Hz下至少108个完全剥离的碳离子）。回旋加速器将离子加速到120 MeV/u。它具有紧凑的设计（超导线圈）和低功耗。该直线加速器具有新颖的C波段高梯度结构，并将离子加速到高达400 MeV/u的可变能量。对于相同的离子提取能量，高RF频率导致比同步加速器低得多的功率消耗。这项工作是与CLIC小组合作的一部分，该小组正在欧洲核子研究中心研究高梯度电子-正电子对撞机。
2010-08-11 physics.acc-ph physics.med-ph
Proton Improvement Plan II Cryogenic Distribution System thermodynamic design
质子改进计划II（PIPII）是费米实验室正在建造的超导直线加速器，将为中微子生产提供800 MeV的质子束。直线加速器需要在80 K、5 K和2 K的温度下冷却，这将由氦冷冻厂生产的低温氦提供，并由低温分配系统（CDS）分配。主要根据各温度下直线加速器的热负荷要求和允许的压降，对CDS进行了初步的热力学设计。该设计还结合了特殊要求，例如超导RF腔的受控和/或快速冷却以及它们的双重最大允许工作压力。本文介绍了PIPII CDS的总体特点，氦气工艺回路的尺寸，不同的操作模式，并计算出满足这些操作模式的质量流量。
2022-06-22 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
Design, construction and tests of a 3 GHz proton linac booster (LIBO) for cancer therapy
在过去的十年中，质子束在放射治疗中的使用已经成为治疗深部肿瘤的临床工具。LIBO是一种用于强子治疗的小型、低成本的射频质子直线加速器（SCL型）。它被TERA基金会设想为3 GHz直线加速器助推器，安装在现有回旋加速器的下游，以将质子束的能量提高到200 MeV，这是人体深度治疗（约25 cm）所需的。有了这种解决方案，就有可能将通常用于眼黑色素瘤治疗、同位素生产和核物理研究的低能商用回旋加速器改造成用于深层肿瘤的加速器。在TERA基金会、CERN、米兰和那不勒斯的大学和INFN集团之间的国际合作下，LIBO的原型模块已经在CERN和卡塔尼亚的INFN Nazionali del Sud（LNS）建立并成功测试了全射频功率和质子束。该项目的中期目标是将积累的专门知识转让给一个公司财团，并将这种新的医疗工具带到医院。详细介绍了LIBO样机的设计、建造和试验。
2007-12-02 physics.acc-ph physics.med-ph
Fast Output Energy Regulation in a Medical Proton Linac
针对质子治疗中深度扫描的能量调节需求，提出利用非惯性行波加速段在单个射频脉冲内改变加速场相位以快速调节医用质子直线加速器输出能量的方法，经计算和模拟验证可将深度扫描速度提升数个数量级。
2023-10-06 physics.acc-ph physics.med-ph
A 15-MW Proton Driver for Neutrino Oscillation Experiments
为了最大限度地发挥未来中微子振荡实验的物理潜力，建议建造一个15兆瓦的质子驱动器，该质子驱动器仅由一个3GeV的质子注入直线加速器（PI）和一个17 GeV的超导ILC型直线加速器（SCL）组成。拟议的设施将提供强度比现有质子同步加速器复合体高一个数量级以上的质子束。多兆瓦质子束还可用于产生高强度反质子、“冷”中子、K介子、π介子和μ介子束，用于粒子和核物理学的各种实验方案。
2019-03-22 hep-ex 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
Nanosecond pulsed proton beam: upgrade of the accelerator-based neutron facility HiSPANOS at CNA (Spain)
西班牙加速器实验室（CNA）的3 MV串列Pelletron加速器最近进行了升级，以产生用于中子飞行时间（TOF）测量的脉冲离子束。升级包括两个行动：在串联加速器的低能量部分安装脉冲系统和一条装备齐全的新生产线。脉冲系统提供大约一纳秒脉冲宽度的质子，具有从kHz到MHz的可变重复率。新生产线配备了传统设备和高分辨率定时测量拾取器。对整个系统在各种工况下的性能进行了测试，并作了较详细的描述。
2019-06-12 physics.acc-ph
Effect of pulsed hollow electron-lens operation on the proton beam core in LHC
空心电子束准直是目前HL-LHC中最有前途的晕主动控制方案之一。为了进一步增加扩散速率以实现例如在挤压之前所期望的快速晕圈去除，电子透镜（e-透镜）可以以脉冲模式操作。在电子束中的轮廓缺陷的情况下，e-透镜的脉冲在质子束上引起噪声，这可以根据频率内容和强度导致发射度增长。为了研究对脉冲模式和振幅的敏感性，已提议在2016年8月在LHC进行束流研究（机器开发MD），我们在本说明中介绍了预备模拟和估计。
2016-11-08 physics.acc-ph
Development of Superconducting Linac for the Kek/Jaeri Joint Project
JAERI/KEK高强度质子加速器设施的联合项目已经提出了400 MeV至600 MeV的超导（SC）直线加速器选项。SC直线加速器的系统设计是基于均分概念进行的。SC直线加速器在满足动量扩散小于± 0.1%的要求后，将作为3GeV快循环同步加速器（RCS）的注入器用于空间中子源。在SC腔体的研发工作中，进行了单电池和5电池腔体的垂直测试。在2K下对b=0.50和b=0.89的多池（5池）腔进行了实验，最大表面电场峰值分别为23 MV/m和31 MV/m。本文建立了一个描述SC腔动态洛仑兹失谐量的模型。通过实验验证了模型的有效性。
2000-08-19 physics.acc-ph
Reliability History and Improvements to the ANL 50 MEV H- Accelerator
H加速器由750 keV的Cockcroft Walton预加速器和50 MeV的Alvarez型直线加速器组成.加速器自1961年以来一直在运行。自1981年以来，它一直被用作强脉冲中子源（IPNS）的注入器，这是一个用于中子散射的国家用户设施。直线加速器每脉冲提供约3.5x1012个H-离子，每秒30次（30 Hz），用于向450 MeV快速循环同步加速器（RCS）进行多圈注入。IPNS目前每年运行约4 000小时，按计划运行对于满足用户群体的需求至关重要。多年来，IPNS注入器/RCS的平均可靠性达到了95%，这在很大程度上得益于预加速器/直线加速器的平均可靠性接近99%。为了保持和提高系统的可靠性，记录需要显示每个子系统对总停机时间的贡献。源和直线加速器子系统的可靠性的历史，并已作出改进，以提高可靠性，将被描述。还将讨论在至少另外十年的运行中保持或提高这种可靠性的计划。
2000-08-18 physics.acc-ph
A High Current Proton Linac with 352 MHz SC Cavities
本文提出了一种采用超导β梯度、CERN型、四腔、352 MHz的10-120 mA质子直线加速器的方案。机器的高能量部分（100 MeV-1 GeV）被分成三个β梯度部分，并通过周期性双合线阵列提供横向聚焦。所有参数，如耦合器中的功率和腔中的加速场，都在操作机器中实现的现有技术范围内。建议在30 mA束流操作的第一阶段，而升级的机器，以120 mA的操作，可以获得增加的速调管和耦合器的数量每个腔。额外的耦合器端口（最多四个）将集成在腔体设计中。初步计算表明，考虑到352 MHz结构的宽孔径，束流传输是可行的。对于超导高能段（100 MeV-1 GeV），120 mA扩展的资本成本小于100 M $ at 10 mA, reaching up to 280 M$。建议的机器的高效率，达到50%，在15毫安，使其成为一个很好的候选人，拟议的核废物焚烧设施和能量放大器的研究。
1996-09-14 acc-phys physics.acc-ph
Study of effects of failure of beamline elements and their compensation in CW superconducting linac
Project-X是计划在美国费米实验室建造的高强度质子设施。X项目的第一级由超导直线加速器组成，该加速器将以连续波（CW）模式运行，以将束流从2.5 MeV加速到3 GeV。CW模式下的操作对射束线组件，特别是对射频（RF）腔体施加了高公差。由于束流参数与设计参数不同，束流线元在低能时的失效是非常关键的，因为它会导致束流与后续截面的不匹配。它使束流不稳定，导致发射度稀释，并最终导致束流损失。在最坏的情况下，它可能会影响机器的可靠性，并可能导致关闭直线加速器以更换故障元件。因此，研究这些效应及其补偿对实现直线加速器中束流的平稳传输具有重要意义。本文介绍了SSR 0段射频腔和螺线管失效的研究结果。
2012-03-07 physics.acc-ph
The use of a high intensity neutrino beam from the ESS proton linac for measurement of neutrino CP violation and mass hierarchy
建议为ESS质子直线加速器配备设备，以便在生产用于中子生产的计划ESS束的同时，每年以微秒短脉冲生产10个$^{23}$ 2.5 GeV质子的5 MW束，以产生中微子超级束，以及在矿井中安装百万吨地下水切伦科夫检测器以检测产生的$ν_μ$束中的$ν_e$出现。初步计算了中微子CP破坏的灵敏度和质量等级随中微子基线的变化。结果表明，在基线距离约400 km的情况下，用反中微子束和中微子束分别进行了8年和2年的观测，在5 $σ$（3 $σ$）的置信水平下，可以在总CP破坏角范围的48%（73%）处发现CP破坏。在相同的基线条件下，中微子的质量等级可以在整个CP破坏角范围内的大部分时间内在3 $σ$水平上确定。有几个深度超过1000米的地下矿井，可用于建造中微子探测器的地下场地，这些矿井位于最佳基线范围内或附近。
2013-02-09 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
A New Method for Compensation and Rematch of Cavity Failure in C-ADS Linac
对于在诸如加速器驱动系统的应用中使用的质子直线加速器，由于操作的性质，束流故障率必须比类似加速器的通常性能低几个数量级。为了保持短的恢复时间、高的重复性和极低的束流丢失频率，必须强制性地施加容错机制。本文提出了一种创新的和具有挑战性的方式补偿和重新匹配的腔失败使用快速电子器件和现场可编程门阵列（FPGA）代替嵌入式计算机来完成的束流动力学的计算。示出了使用遗传算法进行优化的FPGA的等效模型的构建方法。通过与TRACEWIN仿真结果的比较，验证了该机制的准确性和正确性。
2016-01-26 physics.acc-ph
Overview of LLRF System for iBNCT Accelerator
在茨城中子医学研究中心，正在开发用于iBNCT（茨城-硼中子捕获疗法）的基于加速器的中子源，该中子源使用8 MeV质子直线加速器和基于铍的中子产生靶。质子直线加速器由一个前置加速器和一个DTL组成，与J-PARC质子直线加速器的前半部分基本相同。然而，这里只有一个高功率速调管被用作RF源来驱动两个腔，这两个腔具有非常不同的Q值和响应。从2016年6月起，基于cPCI的数字反馈系统应用于iBNCT加速器。它不仅可以作为加速场反馈的控制器，还可以作为智能操作器同时对两个腔进行自动调谐，特别是在RF启动过程中达到全功率。详细情况将在本报告中说明。
2018-10-12 physics.acc-ph
Spectral and spatial shaping of laser-driven proton beams using a pulsed high-field magnet beamline
强烈的激光驱动的质子脉冲，固有的宽带和高度发散，提出了一个挑战，建立光束线的概念上的路径，以适应应用的照射场的形成，特别是对于3D。在这里，我们的实验表明，成功实现了一个高效的（50%的传输）和可调的双脉冲螺线管设置，以产生一个均匀的（8.5%的均匀性横向和深度）的体积剂量分布（圆柱体体积的5毫米直径和深度）在一个单一的脉冲剂量为0.7 Gy通过多能量切片选择从广泛的输入频谱。实验已经进行了在德累斯顿激光加速源Draco的拍瓦光束，并通过质子输运研究验证的预测模拟模型的帮助。与特征束线，我们研究了操纵和匹配的横向和深度剂量分布到各种所需的应用和目标。使用专门调整的剂量分布，我们成功地进行了第一个概念验证的激光驱动质子辐照体积体内正常组织（斑马鱼胚胎）和体外肿瘤组织（SAS球体）样品的研究。
2020-04-06 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
