欧阳华甫，刘盛进，肖永川，吕永佳，曹秀霞，薛康佳，李 辉，朱仁丽，陈卫东

（中国科学院高能物理研究所 东莞分部，广东 东莞 523803）

0 引言

中国散裂中子源（CSNS）是一个基于高功率加速器的多学科的实验平台，由加速器、靶站和谱仪三部分构成.加速器则主要由一台能量为81 MeV 的负氢直线加速器（LINAC）、一台能量为1.6 GeV 的快循环同步加速器（RCS）和两条束流传输线构成.负氢直线加速器由一台能量为50 keV 的潘宁表面等离子体负氢离子源（IS）、一条长度为1.6 m 的低能束流传输线（LEBT）、一台能量为3.0 MeV 的射频四极加速器（RFQ）、一条长度约为3.0 m 的中能束流传输线（MEBT）、一台能量为81 MeV 的漂移管直线加速器（DTL）及一条长度约为150 m的高能束流传输线（HEBT）组成.如图1所示，加速器前端系统是指直线加速器的起始部分，包含负氢离子源、低能束流传输线、射频四极加速器及中能传输线.作为直线加速器的起点，前端系统是CSNS 的重要和关键组成部分，为CSNS 提供所需要的负氢束流.前端系统能否提供稳定可靠的束流，直接决定了CSNS 的运行效率.事实上，由于前端系统的复杂性及高难度，其故障率也一直偏高.

基于CSNS一期100 kW打靶束流功率的要求，前端系统需提供重复频率为25 Hz，脉冲宽度为400 μs，束流占空比为1%，能量为3.0 MeV，最大脉冲强度为15 mA的脉冲负氢束流.另外，前端系统还需在低能传输线对脉宽为400 μs的宏脉冲束流进行切束处理，把束流切成重复频率约为1 MHz，脉宽约为500 ns（根据需求可进行调整）的微束团，以满足束流从直线加速器到RCS多圈注入的物理要……