氦离子固定场交变梯度加速器概念设计研究

上世纪五、六十年代，美日等学者对固定场交变梯度加速器(FFAGs)概念初探,认为FFAGs具有较大动力学孔径等优点，有可能在谬介子加速、ADS与癌症治疗三方面有较大应用前景。随着现代计算机的快速发展，美日欧等国重新进行FFAGs物理与技术研究，加速对象涉及电子、质子或碳离子等。另外，聚变堆堆芯反应生成的及包层材料活化生成的氦，影响包层材料性能甚至可能引起包层结构性能的下降或丧失，氦与包层材料作用机理和机制的研究，是未来核科学技术的重点研究方向之一。因此，以加速氦离子的FFAGs的闭轨与聚焦、粒子运动与动力学孔径、结构参数设计等基本问题入手，开展相关概念设计研究，确立氦离子FFAGs概念设计系统，提出氦离子FFAGs概念结构参数，是非常有意义，具有前瞻性，需要及早开展。FFAGs概念设计研究目标，建立小型FFAGs组合概念设计系统，提出包层材料研究用氦离子组合FFAGs结构参数.

上世纪五、六十年代，美日等学者对固定场交变梯度加速器（FFAGs）概念初探，认为FFAGs具有较大的动力学孔径等优点，有可能在谬介子加速、ADS与癌症治疗三方面有较大应用前景。随着现代计算机技术的快速发展，美日欧等国重新进行FFAGs物理与技术研究,加速对象涉及电子、质子或碳离子等。另外，聚变堆堆芯反应生成的及包层活化生成的氦，影响包层材料性能甚至可能引起包层结构性能的下降或丧失，氦与包层材料机理和机制的研究，是未来核科学技术的重点研究方向之一。因此，以加速氦离子的FFAGs的闭轨与聚焦、粒子运动与动力学孔径、磁结构参数等基本问题入手，开展相关概念设计研究，确立氦离子FFAGs概念设计系统，提出氦离子FFAGs概念的磁结构参数，是非常有意义的，具有前瞻性，宜及早开展。FFAGs概念设计研究目标，建立小型FFAGs组合概念设计系统，提出包层材料研究用氦离子组合FFAGs磁结构参数。. 本申请被批准为2011~2012年度科学部主任基金研究项目，经费19万元。以博士生为主承担了研究工作。一位博士生以《MOSFET调制器关键技术及氦离子FFAG感应加速腔模拟研究》完成了博士学位论文答辩，并于2011年获得依托单位的工学博士学位。一位在读博士生于2012年被中国物理C录用两篇论文：一篇论文描述的是本项目核心内容（详见附件1），另一篇已确定在2013年37卷第2期上正式刊登（详见附件2）。另一位在读博士生2012年投稿美国Anaheim（阿纳海姆）召开的ICONE20，在会上做了口头报告。本项目以依托单位名义于2012年向国家知识产权局提交了一项《简化十二极场磁铁装置及其制造方法》发明专利，申请号为201210334199.2（详见附件4）。另外一项由本基金项目拓展的强子输运打靶发明专利也正在专利申请书的起草过程中。本项目的具有固定场梯度聚焦性能的小型弯转磁铁的物理设计已经完成，将在本项目结题后落实小型样铁试制。