[发明专利]强磁场高频场耦合测试法和基于该方法的超导回旋加速器

权利要求书

1.一种强磁场高频场耦合测试法，该测试法用于小型化、高剂量中能超导回旋加速器，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、强磁场高频场的整体参数的匹配设置测试；

具体过程为：

采用核磁共振（NMR）装置和霍耳效应器件，在加速器中心点测量磁场的大小，保证磁场的稳定和磁感应强度范围为2.0T~2.5T；

借助核磁共振（NMR）装置和使用感应装置，进行磁场分布的绘制；采用X射线探测仪进行电场分布的测量；测试加速器电磁场的四重对称性；

采用频率测量装置测量高频场的频率，确保高频场的频率范围为60MHz~90MHz；测量谐波数，确保值为2，误差在万分之0.5范围内；从而使四组高频腔中间耦合使得两对高频场的相位相差180度，正好使束流经过下一组高频腔时处于0度相位；

步骤二、平衡高频电压对称性和轴向聚焦的匹配设置测试；

具体过程为：

测试减小磁极的螺旋度后的轴向聚焦Vz、将轴向聚焦Vz控制在0.15~0.20的范围；

采用X射线探测仪进行电场分布的测量，测试减小磁极螺旋度后，腔体入口和出口高频场的电压对称性；

测试腔体入口和出口高频场的电压对称性提高后加速器剂量率；

步骤三、磁场与高频系统和工作路径间的匹配设置测试；

具体过程为：

基于加速器电磁场特性的测量，给出加速器的工作路径和低能区、高能区穿越的共振线；

测量小半径和大半径高频场的电压提高后的加速器剂量率；

步骤四、离子源与中心区高频腔的匹配设置测试；

具体过程为：

测量离子源等离子室的内径、开口宽度和开口高度，确保三个尺寸分别为1~2mm、1~2mm和2~3mm；测量离子源等离子室的外部轮廓与高频电极的距离，确保离子源等离子室的外部轮廓与高频电极保持平行；

测量离子源等离子室的开口与高频电极的距离，确保该距离为4~6mm；测量第一个高频电极的电压，确保该电压在60~80kV范围；基于电压测量，进行高频电压的临界测试，确保中心区电压远离打火区域；

步骤五、中心区高频腔与主磁铁芯柱的匹配设置测试；

具体过程为：

调整中心区主磁铁芯柱台阶的高度，进行电磁场特性的测量，使得束流进入加速器间隙时选择正的滑相；

测量调整主磁铁芯柱台阶高度后束流进入加速器间隙和出加速器间隙时的高频场的电压，确保束流进入加速器间隙时的高频场的电压大于束流出加速器间隙时的高频场的电压，也就是高频场的电压随相位或时间是下降的；

测量束流经过加速器间隙的前半部分和后半部分的高频场的电压，确保束流经过加速器间隙的前半部分的高频场的电压大于后半部分的高频场的电压，进行束流的聚焦性能测试，确保前半部分聚焦的力更大，后半部分散焦的力较小，总体是一个聚焦的作用；

所述的高频系统包括高频腔和高频电路。