HIAF-BRing 四极铁钛合金内衬真空管道宽带阻抗研究

摘要: 超薄壁钛合金内衬不锈钢真空管道以其结构强度高，横向孔径小，适合于极高真空环境，在快上升磁场中的涡流效应处于可接受范围内，与其他类型的磁场快变化磁铁的真空管道相比成本较低等原因，已经成为HIAF-BRing二极磁铁和四极磁铁真空管道方案的首选。二极铁和四极铁钛合金内衬真空管道是BRing中重要的束流耦合阻抗源。其中，四极铁钛合金内衬的阻抗及其减小措施尚未研究过。在模拟软件CST studio suite中使用传输线法和尾场法分别对各种规格的四极铁钛合金内衬真空管道进行模拟，模拟结果表明1—500 MHz频段内钛合金内衬真空管道主要引入宽带阻抗，且钛合金内衬内表面加薄板的阻抗减小措施同样适用于四极铁真空管道。利用模拟结果计算全环阻抗，发现在10⁶—5x10⁸Hz频段内，钛合金内衬真空管道采取阻抗减小措施能将全环横向宽带阻抗虚部从0.70MΩ/m(水平)和0.82MΩ/m(垂直)减小到0.33MΩ/m(水平)和0.43MΩ/m(垂直)，将此结果代入DELPHI中计算⁷⁸Kr¹⁹⁺单个束团在不同流强下的模式频率移动，发现BRing中Kr束发生横向模耦合不稳定性的流强阈值从2.7x10¹¹ ppp提升到4.4x10¹¹ppp.