설명

기술적인 매개 변수

RFQ는 진동 방사선 주파수 (RF) 필드를 사용하여 하전 입자에 에너지를 부여합니다. 기존의 가속 방법이 덜 효과적인 매우 낮은 에너지에서 작동하도록 설계되었습니다. RFQ는 빔 포커싱을위한 자기 렌즈에만 의존하는 대신 강력한 전기 4 중극 필드를 생성합니다. 이 필드는 횡 방향 초점 (빔을 제한 유지)과 종 방향 번치 (빔을 제 시간에 압축)를 제공합니다. 빔이 가속화함에 따라, RFQ 구조는 RF 필드에 대한 입자의 위상을 조작한다. 이로 인해 위상이없는 입자가 다시 구부러져 후속 가속 단계의 빔 품질과 안정성이 향상됩니다.

구성 요소

RFQ (Radio Frequency Quadrupole)는 충전 된 입자를 무리, 초점 및 가속화하기 위해 함께 작동하는 여러 주요 구성 요소를 갖춘 복잡한 장치입니다. 아래는 요약입니다.

1. 전극 (Vanes)

RFQ는 전형적으로 빔 축 주위에 4 중극 전극에 배열 된 4 개의 평행 전극을 가지며, 이들 전극은 입자에 초점을 맞추고 가속하는 데 필요한 진동 전기장을 생성한다. 전극은 양수 및 음의 RF 전압으로 번갈아 가며.

2. RF 전원 공급 장치

고주파 RF 전원 (일반적으로 수십에서 수백 MHz 범위의 고주파 RF 전원)이 전극에 진동 전압을 제공하여 입자 가속 및 초점에 필요한 전기장을 만듭니다.

3. 공명 공동

그것은 전극을 수용하고 RF 필드를지지하는 구조이며, 공동은 RF 전원 공급 장치의 주파수를 공명하도록 설계되어 입자로의 에너지를 효율적으로 전달할 수 있도록 설계되었습니다.

4. 빔 파이프

RFQ의 중심을 통과하는 진공관은 입자 빔의 경로를 제공하여 잔류 가스 분자와의 상호 작용을 최소화하기 위해 높은 진공을 유지합니다.

5. 냉각 시스템

이 물 또는 기타 냉각수 채널은 RFQ 구조에 통합되며 RF 전력 및 입자 상호 작용에 의해 생성 된 열을 제거하여 열 변형 및 구성 요소의 손상을 방지합니다.

6. 지원 구조

전극 및 기타 구성 요소를 정확한 정렬로 유지하는 기계적 프레임 워크이며, RFQ 구성 요소의 안정성과 정렬을 보장하며, 이는 입자 빔의 품질을 유지하는 데 중요합니다.

7. 튜닝 메커니즘

이들은 튜닝 나사 또는 플 런저와 같은 조정 가능한 구성 요소이며, 캐비티의 공진 주파수를 미세 조정하여 RF 전원 공급 주파수와 일치하여 RFQ의 성능을 최적화 할 수 있습니다.

8. 진공 시스템

빔 파이프와 공진 공동 내부에서 높은 진공을 유지하는 펌프 및 씰은 입자를 산란 시키거나 흡수 할 수있는 가스 분자의 존재를 줄여 효율적인 빔 수송을 보장합니다.

9. 진단

빔 위치 모니터 및 전류 변압기와 같은 기기는 위치, 강도 및 에너지와 같은 입자 빔의 다양한 매개 변수를 안심시키고 RFQ 성능의 모니터링 및 최적화를 가능하게합니다.

10. 제어 시스템

전자 제어 장치 및 소프트웨어가 포함되어 있으며 RF 전원 공급 장치, 냉각 시스템, 진공 시스템 및 진단의 작동을 관리하여 RFQ의 조정되고 안정적인 작동을 보장합니다.

RFQ의 구성 요소는 함께 작동하여 하전 입자를 묶고 초점을 맞추고 가속하는 데 필요한 전기장을 만듭니다. 각 구성 요소는 RFQ의 효율적이고 안정적인 작동을 보장하는 데 중요한 역할을하며, 많은 입자 가속 시스템의 중요한 부분이됩니다. 무선 주파수에서 진동하는 전기장을 특수한 모양의 전극 구조와 결합하여 입자 빔을 조작합니다. RFQ는 종종 저에너지 이온 빔을 제어하고 가속하는 데 매우 효율적이기 때문에 더 큰 가속기 시스템에서 초기 단계로 사용됩니다.

어떻게 작동합니까?

무선 주파수 4 중극은 입자 가속기의 초기 단계에서 저에너지 하전 입자 (예 : 이온 또는 양성자)를 효율적으로 번치고 초점을 맞추고 가속하는 데 사용되는 선형 가속기 유형입니다. 이 기능을 달성하기 위해 진동 무선 주파수 (RF) 전기장을 사용하여 작동하며 다음과 같이 특정 방식으로 작동합니다.

√구조

RFQ는 빔 축 주위에 4 중 평행 전극 (Vanes)으로 구성됩니다.

이 전극은 양수 및 음의 RF 전압으로 번갈아 가며 진동 전기장을 만듭니다.

√전기장

RFQ는 횡 방향 (방사형) 필드 및 세로 (축) 필드의 두 가지 유형의 전기장을 생성합니다. 4 차 분야는 입자에 방사상으로 초점을 맞추고, 공간 전하 효과 또는 다른 힘으로 인해 확산되지 않도록하는 반면, 전극의 교대 극성은 빔을 단단히 한정하는 초점력을 생성합니다. 진동 RF 필드는 빔 축을 따라 입자를 앞으로 밀리는 일련의 가속 "버킷"을 제공합니다. 필드는 RF 사이클의 올바른 단계에 도달하는 입자가 가속화되도록 시간이 지남에 따라, 잘못된 단계에 도착하는 사람들은 감속됩니다.

√입자 묶음

입자가 RFQ로 들어가면 처음에는 시간과 공간에 퍼지고 진동하는 RF 필드는 올바른 단계에 도달하는 것을 가속화하고 잘못된 단계에 도달하는 것을 감소시켜 입자를 묶음으로 그룹화합니다. 이 과정은 입자가 동기화되고 단단히 묶여 있는지 확인합니다.

√가속

세로 전기장은 빔 축을 따라 묶인 입자를 가속화하고, 입자의 에너지는 구조를 통해 움직일 때 계속 증가합니다. 단위 길이 당 얻은 에너지는 상대적으로 낮지 만 RFQ는 매우 낮은 에너지 (몇 keV)에서 여러 MEV로 입자를 가속화하는 데 매우 효율적입니다.

√초점

횡 방향 4 중극 필드는 빔을 단단히 제한하고 발산을 방지하는 입자에 지속적으로 초점을 맞추고,이 초점은 빔 품질을 유지하고 효율적인 가속을 보장하는 데 중요합니다.

√페이싱 및 동기화

RFQ는 특정 주파수, 일반적으로 수십 ~ 수백 MHz 범위에서 작동합니다. 동기화를 유지하면서 효율적인 가속 및 묶음을 보장하기 위해 RF 사이클의 올바른 단계에서 입자를 RFQ에 주입해야합니다.

모델 nr. : fab 325-25

√325MHz
√선형 4 윙 RFQ, 펄스 빔,
√추출 에너지 : 2.5mev
√챔버 : CW008A (C10200)는 99.97% 이상 또는 동일
√전극 정확도 ± 0. 05mm,
√챔버 진공 누출 속도는 1 × 10-10 mbar ･ l/s 이상
√챔버 크기 L2,185mm, W300mm, H300mm
√섹션 수 : 2
√무게 1.5 톤

모델 nr. : fab 805-165

√Frib 희귀 동위 원소 80.5MHz 4- 날개 RFQ
√주파수 (MHZ) : 80.5
√주입/출력 에너지 (KEV/U) : 12/500
√디자인 충전 대 질량 비율 : 1/7 - 1/3
√가속 전압 램프 (u, kv) : 60-120
√표면 전기장 (킬 패트릭) : 1.6
√Q 요인 : 16500
√운영 RF 전원 (KW, OU) : 15–100
√쌍극자 모드 (가장 가까운 MHZ) : 78.3 / 83.2
√캐비티 크기 5,040 x 1000 x 1000mm
√NR. 섹션 : 5
√총 중량 30 톤

모델 nr. : fab 165-20-5

√연속파 빔, Injecti
√165MHz 붕소 중성자 RFQ, 에너지 50KEV
√현재 20MA
√챔버 재료, CW009A/C10100 Cu가 99.99% 이상 또는 동일
√전극 정확도 ± 0. 05mm
√공동 진공 누출 속도<1.0×10-9 Pa·L/s
√ 캐비티 치수 5,600 x 341 x 341
√캐비티 치수 공차 (± 0. 03mm)
√5 세그먼트 빔

맞춤 제작 서비스

Fabmann은 맞춤형 디자인 된 무선 주파수 4 차 중단 (RFQ)을 포함하여 고급 입자 가속기 시스템을위한 정밀 엔지니어링 솔루션을 전문으로합니다. 우리의 엔지니어링 팀은 특정 주파수, 에너지 및 빔 역학 요구 사항에 맞는 RFQ를 개발하기 위해 노력하고 있습니다. CNC 가공, 고혈압 브레이징 및 표면 마무리 기술과 같은 고급 제조 시설 및 기술은 정확한 공차를 충족시키는 반면. 당사의 RFQ는 미크론 수준 정밀도로 제조되어 안정적인 빔 가속을 위해 최소한의 전계 왜곡 및 최대 에너지 전달을 보장합니다. 우리는 고객과 긴밀히 파트너 관계를 맺고 기술적 인 과제를 이해하고 고도로 정교한 RFQ를위한 유연한 솔루션을 제공하며, 우리 팀은 RF 튜닝, 다중 팩트 분석 및 극저온 호환성 테스트를 포함한 지속적인 지원을 제공합니다.

무선 주파수 4 중단