一种可抑制RFQ腔体频漂的水冷结构的制作方法

一种可抑制rfq腔体频漂的水冷结构
技术领域
1.本实用新型涉及一种加速器技术领域，尤指一种能实现无频率漂移的可抑制rfq腔体频漂的水冷结构。


背景技术：

2.四翼型射频四极场(rfq)加速器是强流质子加速器低能加速段离子源后选择的最佳加速结构，rfq具有集横向聚焦、纵向加速及聚束于一体的优点，粒子加速所需的射频功率会使rfq腔体发热变形并引起腔体谐振频率的变化，而频率漂移导致腔内射频场分布的变化；由于rfq粒子的传输效率对射频场分布极其敏感，所以这种腔体频率漂移必须得到抑制。


技术实现要素：

3.为了解决四翼型射频四极场(rfq)加速器频率漂移导致腔内射频场分布变化的问题，本实用新型旨在提供一种可抑制rfq腔体频漂的水冷结构，主要是通过优化水孔布局实现抑制rfq频漂。
4.本实用新型采用的技术方案是：一种可抑制rfq腔体频漂的水冷结构，所述的水冷结构包括设置在rfq腔体上的基础孔一、基础孔二和可变孔。
5.所述的rfq腔体整体呈圆柱体状，横截面呈圆形，rfq腔体内部有四条翼体，四条翼体的形状和结构相同，分别呈轴向和径向对称，每相邻两条翼体之间构成一个空腔。
6.所述的每条翼体的截面均为轴对称形状，对称轴两侧为两对称翼形，每条翼体上设置有沿rfq腔体轴向贯穿的基准孔一、基准孔二和可变孔。
7.在每条翼体上的基础孔一有一个，位于靠近rfq腔体横截面的位置，基础孔二有两个，分别位于翼体中对称两翼形的位置。
8.所述的可变孔位置设置在使得rfq腔体原始频率等于rfq腔体实际频率的位置。
9.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过优化rfq截面上水孔的布局实现rfq腔体内无频漂，更具体的是确定rfq腔体的功耗，确定的工作温度，确定的水流量，就可以确定基础孔一和基础孔二的位置，通过优化可变孔的位置，实现腔体的无频漂，结果准确可靠，方法简单易行。
附图说明
10.图1是本实用新型中rfq腔体截面示意图。
11.图2是本实用新型中二分之一翼体的截面设计结构示意图。
12.附图标注说明：1
‑
基础孔一，2
‑
基础孔二，3
‑
可变孔，4
‑
rfq腔体，5
‑
翼体。
具体实施方式
13.以下结合说明书附图详细说明实施例的具体实施方式：
14.由于本实用新型中的rfq腔体4呈规则的圆柱体状，四条翼体5呈轴向和径向对称，即中心对称，所以在本实施例中的附图，rfq腔体4仅以横截面结构示意，具体如图1所示，翼体5仅以二分之一翼形形状示意，具体如图2所示。
15.如图1所示，一种可抑制rfq腔体频漂的水冷结构，所述的水冷结构包括设置在rfq腔体4上的基础孔一1、基础孔二2和可变孔3；所述的rfq腔体4整体呈圆柱体状，横截面呈圆形，rfq腔体4内部有四条翼体5，四条翼体5的形状和结构相同，分别呈轴向和径向对称，每相邻两条翼体5之间构成一个空腔；所述的每条翼体5的截面均为轴对称形状，对称轴两侧为两对称翼形，每条翼体5上设置有沿rfq腔体4轴向贯穿的基准孔一、基准孔二和可变孔3；在每条翼体5上的基础孔一1有一个，位于靠近rfq腔体4横截面的位置，基础孔二2有两个，分别位于翼体5中对称两翼形的位置；所述的可变孔3位置设置在使得rfq腔体4原始频率等于rfq腔体4实际频率的位置。
16.本实用新型中的可抑制rfq腔体4频漂的水冷结构主要采用了抑制rfq频漂的设计方法，所述的设计方法用于四翼型射频四极场加速器；先确定rfq腔体4截面形状和冷却水温，然后确定水流量，再根据确定内容参数，通常对rfq腔体4进行冷却时，得知道腔体的形状和大小，以及会产生的热量，得到需要冷却的水温，然后确定水流量，通过一般设计原则确定基础孔一1和基础孔二2的位置和尺寸，所述的一般设计原则指的是基础孔一1设计在靠近rfq腔体4截面中心的位置，基础孔二2设计在翼体5中对称两翼形的位置；通过模拟优化法确定可变孔3位的位置和尺寸，所述的模拟优化法是指利用rfq腔体4壁形变对谐振频率的作用与rfq电极形变对谐振频率的作用正好相反，通过对可变孔3位的水孔位置及水流量的优化，使腔壁和电极的变形对谐振频率的作用相互抵消，实现腔内无频率漂移的水冷设计。
17.所述的rfq腔体4整体呈圆柱体状，横截面呈圆形，rfq腔体4内的四条翼体5把rfq腔体4在轴向方向上平均分成四个空腔；所述的rfq腔体4内部的四条翼体5形状和结构相同，分别呈轴向和径向对称，即中心对称，每相邻两条翼体5之间构成一个空腔，故共有四个空腔，每条翼体5的截面均为轴对称形状，对称轴两侧为两对称翼形，每条翼体5上设置有沿rfq腔体4轴向贯穿的基准孔一、基准孔二和可变孔3，其中基准孔一有一个，基准孔二有两个，可变孔3有一个，其中基准孔一设置在靠近截面中心位置，基准孔二分别设置在两翼形上，可变孔3通过优化确定位置。
18.一种抑制rfq频漂的设计方法，所述的设计方法是：采用ansysy为模拟分析软件，首先算出rfq腔体4原始频率作为c1，再根据实际腔耗算出腔体的热变形，确定冷却水温和水流量，这时腔体的频率变为c2，确定基础孔一1、基础孔二2的位置和形状，通过不断优化可变孔3位的位置，使得c1＝c2，这时可变孔3位的位置就是实现腔体无频漂的理想位置。
19.本实用新型通过优化rfq截面上水孔的布局实现rfq腔体4内无频漂设计，更具体的是确定rfq腔体4的功耗，确定的工作温度，确定的水流量，就可以确定基础孔一1和基础孔二2的位置，通过优化可变孔3的位置，实现腔体的无频漂，结果准确可靠，方法简单易行。
20.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本实用新型的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。


技术特征：
1.一种可抑制rfq腔体频漂的水冷结构，其特征在于：所述的水冷结构包括设置在rfq腔体上的基础孔一、基础孔二和可变孔。2.根据权利要求1所述的一种可抑制rfq腔体频漂的水冷结构，其特征在于：所述的rfq腔体整体呈圆柱体状，横截面呈圆形，rfq腔体内部有四条翼体，四条翼体的形状和结构相同，分别呈轴向和径向对称，每相邻两条翼体之间构成一个空腔。3.根据权利要求2所述的一种可抑制rfq腔体频漂的水冷结构，其特征在于：所述的每条翼体的截面均为轴对称形状，对称轴两侧为两对称翼形，每条翼体上设置有沿rfq腔体轴向贯穿的基准孔一、基准孔二和可变孔。4.根据权利要求1或3所述的一种可抑制rfq腔体频漂的水冷结构，其特征在于：在每条翼体上的基础孔一有一个，位于靠近rfq腔体横截面的位置，基础孔二有两个，分别位于翼体中对称两翼形的位置。5.根据权利要求1或3所述的一种可抑制rfq腔体频漂的水冷结构，其特征在于：所述的可变孔位置设置在使得rfq腔体原始频率等于rfq腔体实际频率的位置。

技术总结
本实用新型涉及一种加速器技术领域，尤指一种能实现无频率漂移的可抑制RFQ腔体频漂的水冷结构；所述的水冷结构包括设置在RFQ腔体上的基础孔一、基础孔二和可变孔；本实用新型通过优化RFQ截面上水孔的布局实现RFQ腔体内无频漂，更具体的是确定RFQ腔体的功耗，确定的工作温度，确定的水流量，就可以确定基础孔一和基础孔二的位置，通过优化可变孔的位置，实现腔体的无频漂，结果准确可靠，方法简单易行。方法简单易行。方法简单易行。


技术研发人员：欧阳华甫 吕永佳 刘盛进 肖永川 曹秀霞 薛康佳
受保护的技术使用者：散裂中子源科学中心
技术研发日：2021.04.21
技术公布日：2021/11/21