邢建升,纪彬,林军

摘要：文章介绍原子能院100MeV强流质子回旋加速器射频谐振腔体机械设计与制造过程中考虑与解决的主要技术问题及解决方法。腔体共2套，单腔可馈入功率100kW，无氧铜制造，外形大、重量大，尺寸精度及表面质量要求高，国内无研制类似设备经验。两套腔体无载品质因数Q0为9434与9691，与理论值10300很接近。

关键词：谐振腔体；回旋加速器；射频

【分类号】：TL542

1. 引言

原子能院HI-13串列加速器升级工程，重点建造一台100MeV强流质子回旋加速器[1]。该加速器射频谐振腔体开路端激励起射频电压，实现对负氢离子加速而获得粒子能量。回旋加速器能否长期稳定运行，大部分问题出在射频系统。研制2套高品质射频谐振腔体，是保证加速器稳定运行的关键。腔体运行稳定且拥有高的品质因数，很大程度上取决于机械结构设计与制造工艺。

2. 机械设计与制造中主要技术问题

2.1 功率损失导致发热与设备冷却

设备运行时单腔功耗约35kW，会导致腔体发热，热变形是影响腔体稳定的重要原因，需通过水冷将热量带走，合理的冷却才能保证设备稳定运行。腔体的内杆、D板和外壳短路端等位置功耗较大，机械结构上重点布置水冷，理论模拟得到腔体功耗分布，作为水冷布置的依据。

2.2 腔内表面处理

腔体谐振频率44.5MHz，此频率电功率信号遵从趋肤效应，腔内表面很薄表层电流密度很高，需对表面抛光。抛光也可提高腔体品质因数，降低尖端放电效应。常规抛光加入的抛光膏会残存在金属表面，从多电子效应看，导致大量二次电子激发，对腔体锻炼及稳定运行不利；……