董启凡，敬罕涛，许守彦，刘 磊，余洁冰，谭志新

(散裂中子源科学中心，东莞523803；中国科学院高能物理研究所，北京100049)

中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source，CSNS)装置是一个大型综合性中子科学实验平台和能开展多学科研究的国家大科学装置[1-5]。2018年8月，CSNS装置正式竣工并通过国家验收。当前，CSNS装置已达到设计指标，打靶质子束流能量为1.6 GeV，束流功率为100 kW，重复频率为25 Hz。CSNS装置由1台高功率直线加速器(linear accelerator，LINAC)、1台快循环同步环形加速器(rapid cycling synchrotron, RCS)和1座靶站组成。图1为CSNS装置的布局。CSNS装置还规划了高能质子应用区(high-energy proton experimental area， HPEA)，可开展质子束与缪子束的应用研究。

CSNS RCS是CSNS装置的第二级加速器，主要作用是将经过LINAC的80 MeV中能质子束团进行累积和加速。每个脉冲周期对质子束团的操作可分为多圈注入、束团加速和引出3个阶段。首先，采取剥离多圈方式注入中能负氢离子束，累积完成2个高功率质子束团；随后，中能质子束团在加速腔被不断加速，约20 ms后，质子束团能量被加速到1.6 GeV附近；最后，使用1组快引出磁铁将质子束流从环中引出打靶，每个引出脉冲的质子数约为1.56×1013。CSNS RCS为4折对称设计，上下2个长直线节分别用于注入和引出；左边直线段为加速段；右边直线段用于质子束流横向准直[6]、切除大角度束晕粒子及控制束流发射度。同时，将接受度外的质子损失在指定位置，可对损失质子进行集中屏蔽，控制整个加速器隧道内的活化剂量，便于束线上设备的维护。

图1 CSNS装置的布局Fig.1 Layout of CSNS facility

1RCS横向束流准直系统

图2为RCS横向束流准直系统示意图。RCS横向束流准直采用了二级准直系统设计，由1个主准直器和4个次级准直器构成。……