浅谷型回旋加速器磁场测量与垫补关键技术研究

使用浅谷型磁铁的低能回旋加速器结构紧凑，在PET用回旋加速器领域具有良好应用前景。磁场测量与垫补方法是高性能回旋加速器的关键技术，对于引出束流品质及流强起决定性作用。本项目深入研究非理想谐波引起的共振及束流发射度增长，为谐波场垫补提供依据。针对等时性场及谐波场垫补策略与算法开展研究，考虑边缘场非线性效应，引入线性规划方法寻找最优垫补量组合，使垫补过程更稳定、高效。针对浅谷型磁铁结构，建造与之匹配的直角坐标测磁系统，解决测磁系统的机械与控制设计的关键工程问题，使得测磁在精度和效率上达到要求。利用磁场测量及迭代垫补实验验证和优化垫补算法，使得最终修正磁场满足滑相与谐波控制的要求。本项目研究将取得有特色的前沿性成果，对PET用回旋加速器的国产化起到积极的促进作用。

浅谷型磁铁回旋加速器具有高平均磁场，紧凑结构，在PET用回旋加速器领域具有良好应用前景。磁场测量与垫补方法是高性能回旋加速器的关键技术，对于引出束流品质及流强起决定性作用。本项目针对浅谷型磁铁小间隙特点，研制了一台高精度直角坐标磁场测量平台；提出了一种基于磁铁线性相关矩阵的等时场垫补方法，仅用2次工程垫补，达到了正负4度整体滑相；针对内离子源中心区磁场调变度低的问题，基于束流动力学分析，开展中心区及Dee盒电磁场优化设计，提高相位接受度及束流轴向聚焦，减少束流损失。本项目研究对PET用回旋加速器国产化起到积极的促进作用，所提出的磁场垫补方法也成为紧凑型回旋加速器一种精确、快速的工程垫补技术。