The study and design of a deuteron drift tube linear accelerator for middle energy neutron source

Wei Tianhao; Lu Yuanrong; Wang Zhi; Han Meiyun; Xia Ying

doi:10.1016/j.net.2024.04.040

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저자정보: Wei Tianhao (State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Peking University) Lu Yuanrong (State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Peking University) Wang Zhi (State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Peking University) Han Meiyun (State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Peking University) Xia Ying (State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Peking University)

저널정보: 한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology Vol.56 No.9

발행연도: 2024.9

수록면: 3,933 - 3,941 (9page)

DOI: 10.1016/j.net.2024.04.040

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The paper concerns a room-temperature cross-bar H-mode (CH) drift tube linac (DTL) with KONUS (Kombinierte Null Grad Struktur) [1,2] beam dynamics. To make the acceleration in DTL cell more efficient, we studied the correlation between transit time factor (TTF) and structural coefficients, first. Furthermore, we developed a new code with Python to demonstrate the longitudinal dynamics more clearly. The code computationally generates clusters, bunch centers, and emittance growth in a single figure. Thus, the stabilization region and cluster evolution at various negative phases can be studied. Based on the above studies, we designed a 162.5 MHz CHDTL to accelerate 10 mA D+ from 2.11 MeV to 3.25 MeV in continuous-wave (CW) mode. The proposed CH-DTL is a part of the Middle Energy Neutron Source (MENS). The dynamics and RF design were iterated to make the gap voltage error lower than 1 %. The initial beam is assumed to come from a Radio Frequency Quadrupole accelerator (RFQ). The geometries of the CH-DTL are optimized by using CST. Multiparticle tracking from LEBT to RFQ is performed with TraceWin and the transmission efficiency in the CH-DTL is 100 %.

#Transit time factor #KONUS beam dynamics #DTL #Nonlinear effect #Emittance growth

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