Le RFQ utilise des champs radio-fréquences oscillants (RF) pour donner de l'énergie aux particules chargées. Il est conçu pour fonctionner à des énergies très basses, où les méthodes d'accélération conventionnelles sont moins efficaces. Au lieu de s'appuyer uniquement sur des lentilles magnétiques pour la mise au point du faisceau, le RFQ génère de solides champs quadripolaires électriques. Ces champs fournissent à la fois une focalisation transversale (en gardant le faisceau confiné) et un grouper longitudinal (comprimer le faisceau dans le temps). Au fur et à mesure que le faisceau est accéléré, la structure RFQ manipule la phase des particules par rapport au champ RF. Cela fait que les particules qui sont hors de phase sont remises, améliorant la qualité et la stabilité du faisceau pour les stades d'accélération ultérieurs.
Composants
Un quadrupôle radiofréquence (RFQ) est un dispositif complexe avec plusieurs composants clés qui fonctionnent ensemble pour se grouper, se concentrer et accélérer les particules chargées. Vous trouverez ci-dessous le résumé:
1. Électrodes (aubes)
Le RFQ a généralement quatre électrodes parallèles disposées dans une configuration quadripolaire autour de l'axe du faisceau, et ces électrodes génèrent les champs électriques oscillants nécessaires pour concentrer et accélérer les particules. Les électrodes sont alternativement chargées de tensions RF positives et négatives.
2. Alimentation RF
Une source d'alimentation RF haute fréquence, généralement dans la plage de dizaines à des centaines de MHz, il fournit la tension oscillante aux électrodes, créant les champs électriques nécessaires pour l'accélération et la mise au point des particules.
3. Cavité résonante
Il s'agit d'une structure qui abrite les électrodes et prend en charge les champs RF, et la cavité est conçue pour résonner à la fréquence de l'alimentation RF, assurant un transfert efficace d'énergie aux particules.
4. tuyau de faisceau
Un tube à vide qui traverse le centre de la RFQ, et il fournit un chemin pour le faisceau de particules, en maintenant un vide élevé pour minimiser les interactions avec les molécules de gaz résiduelles.
5. Système de refroidissement
Ce système d'eau ou d'autres canaux de liquide de refroidissement intégrés dans la structure RFQ, et il élimine la chaleur générée par la puissance RF et les interactions des particules, empêchant la déformation thermique et les dommages aux composants.
6. Structure de support
C'est un cadre mécanique qui maintient les électrodes et autres composants en alignement précis, et il assure la stabilité et l'alignement des composants RFQ, qui est essentiel pour maintenir la qualité du faisceau de particules.
7. Mécanisme de réglage
Ce sont des composants réglables, tels que des vis de réglage ou des plongeurs, et ils permettent un réglage fin de la fréquence de résonance de la cavité pour correspondre à la fréquence d'alimentation RF, optimisant les performances du RFQ.
8. Système de vide
Les pompes et les joints qui maintiennent un vide élevé à l'intérieur du tuyau du faisceau et de la cavité résonante, il réduit la présence de molécules de gaz qui pourraient disperser ou absorber les particules, assurant un transport de faisceau efficace.
9. Diagnostics
Les instruments tels que les moniteurs de position du faisceau et les transformateurs de courant, et ils rassurent divers paramètres du faisceau de particules, tels que la position, l'intensité et l'énergie, permettant la surveillance et l'optimisation des performances RFQ.
10. Système de contrôle
Il comprend des unités de contrôle électronique et des logiciels, et il gère le fonctionnement de l'alimentation RF, du système de refroidissement, du système d'aspirateur et des diagnostics, assurant un fonctionnement coordonné et stable de la RFQ.
Les composants d'un RFQ travaillent ensemble pour créer les champs électriques nécessaires pour le regroupement, la concentration et l'accélération de particules chargées. Chaque composant joue un rôle essentiel dans la garantie du fonctionnement efficace et stable du RFQ, ce qui en fait un élément essentiel de nombreux systèmes d'accélération de particules. Il combine des champs électriques oscillant aux fréquences radio avec une structure d'électrode de forme spéciale pour manipuler les faisceaux de particules. Les RFQ sont souvent utilisés comme étape initiale dans des systèmes d'accélérateur plus grands car ils sont très efficaces pour contrôler et accélérer les faisceaux d'ions à faible énergie.
Comment ça marche?
Un quadrupol radiofréquence est un type d'accélérateur linéaire utilisé pour gramponner, concentrer et accélérer efficacement les particules chargées à faible énergie (telles que les ions ou les protons) aux stades initiaux d'un accélérateur de particules. Il fonctionne à l'aide de champs électriques oscillants radiofréquences (RF) pour atteindre ces fonctions, et il fonctionne d'une certaine manière comme indiqué ci-dessous:
√Structure
La RFQ se compose de quatre électrodes parallèles (aubes) disposées dans une configuration quadripolaire autour de l'axe du faisceau.
Ces électrodes sont alternativement chargées de tensions RF positives et négatives, créant un champ électrique oscillant.
√Champs électriques
Le RFQ génère deux types de champs électriques: champ transversal (radial) et champ longitudinal (axial). Le champ quadripolaire concentre radialement les particules, les empêchant de se propager en raison des effets de charge d'espace ou d'autres forces tandis que la polarité alternée des électrodes crée une force de focalisation qui maintient le faisceau étroitement confiné. Le champ RF oscillant fournit une série de "seaux" accélérés qui poussent les particules vers l'avant le long de l'axe du faisceau. Le champ est chronométré de sorte que les particules arrivant à la bonne phase du cycle RF soient accélérées, tandis que ceux qui arrivent à la mauvaise phase sont décélérés.
√Group de particules
Lorsque les particules entrent dans le RFQ, elles sont initialement réparties dans le temps et l'espace, et le champ RF oscillant regroupe les particules en grappes en accélérant ceux qui arrivent à la bonne phase et en décélérant ceux qui arrivent à la mauvaise phase. Ce processus garantit que les particules sont synchronisées et serrées.
√Accélération
Le champ électrique longitudinal accélère les particules groupées le long de l'axe du faisceau, et l'énergie des particules ne cesse d'augmenter à mesure qu'elles se déplacent dans la structure. L'énergie gagnée par unité est relativement faible, mais le RFQ est très efficace pour accélérer les particules de très faibles énergies (quelques KeV) à plusieurs MEV.
√Mise au point
Le champ quadrupol transversal concentre en continu les particules, en gardant le faisceau étroitement confiné et en l'empêchant de diverger, et cette focalisation est cruciale pour maintenir la qualité du faisceau et assurer une accélération efficace.
√Phasage et synchronisation
Le RFQ fonctionne à une fréquence spécifique, généralement dans la plage de dizaines à des centaines de MHz. Les particules doivent être injectées dans le RFQ à la phase correcte du cycle RF pour assurer une accélération et un groupage efficaces tout en maintenant la synchronisation.
Modèle Nr.: Fab 325-25
- √325 MHz
- √RFQ à quatre ailes linéaire, faisceau pulsé,
- Ãnergie d'extraction: 2,5MEV
- √Chambre: CW008A (C10200) supérieur ou égal à 99,97%
- √Précision des électrodes ± 0. 05mm,
- √Taux de fuite de vide de la chambre inférieurs ou égaux à 1 × 10-10 mbar ･ l / s
- √Taille de chambre L2,185 mm, W300mm, H300 mm
- √Nombre de sections: 2
- √Poids 1,5 tonnes
Modèle Nr.: Fab 805-165
- √FRIB RARE ISOTOPE 80,5 MHz RFQ à quatre ailes
- √Fréquence (MHz): 80,5
- Ãnergie d'injection / de sortie (kev / u): 12/500
- √Concevoir le rapport charge / masse: 1 / 7 - 1 / 3
- √Accélération de la rampe de tension (u, kv): 60-120
- √Champ électrique de surface (Kilpatrick): 1.6
- √Facteur Q: 16500
- √Power RF de fonctionnement (KW, OU): 15-100
- √Mode dipolaire (le plus proche, MHz): 78,3 / 83.2
- √Taille de la cavité 5 040 x 1000 x 1000 mm
- √Nr. des sections: 5
- √Poids total 30 tonnes
Modèle Nr.: Fab 165-20-5
- √Poutre d'onde continue, injecti
- √165 MHz RFQ à neutrons de bore, sur Energy 50Kev
- √20ma actuel
- √Matériel de chambre, CW009A / C10100 CU supérieur ou égal à 99,99%
- √Précision des électrodes ± 0. 05mm
- √Taux de fuite de vide de la cavité<1.0×10-9 Pa·L/s
- √ Dimension de la cavité 5 600 x 341 x 341
- √Tolérance à la dimension de la cavité (± 0. 03 mm)
- √5 poutres segmentées
Service de fabrication personnalisé
Fabmann se spécialise dans les solutions de précision pour les systèmes d'accélérateur de particules avancés, y compris les quadrupoles de radiofréquence conçus sur mesure (RFQ). Notre équipe d'ingénierie s'est engagée à développer des RFQ adaptés à vos exigences de dynamique de fréquence, d'énergie et de faisceau spécifiques. Bien que notre usine de fabrication avancée et nos compétences telles que l'usinage CNC, le brasage à forte vacuum et les techniques de finition de surface pour répondre aux tolérances exigeantes. Nos RFQ sont fabriqués sur une précision au niveau du micron, garantissant une distorsion minimale de champ et un transfert d'énergie maximal pour une accélération de faisceau stable. Nous nous associons en étroite collaboration avec nos clients pour comprendre vos défis techniques, offrant des solutions flexibles à un RFQ hautement sophistiqué, et notre équipe fournit un soutien continu, y compris le réglage RF, l'analyse multipacte et les tests de compatibilité cryogénique.
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