强激光与粒子束

作者：赵峰, 朱潇潇, 尉伟, 常仁超, 张浩, 林涵文,

关键词：电子加速器, 高重频, 尾场, 束流耦合阻抗, 屏蔽结构,

高能电子加速器中，束流与真空室相互作用产生的尾场会引发束流不稳定性，此现象在高重频(>105 Hz)超导加速器中尤为明显。全金属加速器真空室大量使用的CF刀口法兰，其连接处截面突变是导致产生束流耦合阻抗的主要来源之一。设计了一种RF屏蔽型法兰-密封圈连接结构，其目的是通过实现法兰-密封圈-法兰预紧密封后的平滑过渡，有效减少阻抗。首先，采用3D电磁仿真CST软件对比仿真了连接过渡段不同径向台阶和轴向间隙参数下的阻抗效应，给出了相关参数的允许范围。然后，通过ANSYS软件对屏蔽法兰-铜圈结构进行了形变仿真，初步制定了不同型号的屏蔽密封圈的内径几何参数，在屏蔽法兰-密封圈的真空密封试验中，验证了预紧力矩≥6 N·m时即可实现有效的超高真空密封，并且通过屏蔽法兰-密封铜圈过渡段径向台阶和轴向间隙测试试验，得到了最优预紧力矩和屏蔽铜圈的关键尺寸参数。最后，采用对光滑真空管段、标准法兰-密封圈过渡段和屏蔽法兰-密封圈过渡段的功率损失和阻抗进行了仿真计算，验证了所设计的RF屏蔽型法兰-密封圈连接结构可以有效地实现阻抗屏蔽。

来源：2025年第9期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

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