《表1 HIAF加速器装置主要束流参数》

  提示：宽带有限、当前游客访问压缩模式

本系列图表出处文件名：随高清版一同展现

《惠州加速器集群装置及其未来发展》

1. 获取 高清版本忘记账户？点击这里登录

1. 下载图表忘记账户？点击这里登录

HIAF总体布局如图3所示[3].HIAF由一台重离子超导直线加速器（i Linac）作注入器，一台重离子常温同步加速器（BRing-N）作增强器，一台常温重离子冷却储存环（SRing）作为实验谱仪，在BRing-N和SRing之间是一条高磁刚度的放射性次级束流线（HFRS），HIAF共有6个实验终端[3].从氢到铀的强流重离子束由两台28–45 GHz超导电子回旋共振ECR（Electron Cyclotron Resonance)子源产生，产生的强流重离子束通过低能量束流传输线注入至i Linac注入器.重离子超导直线注入器i Linac主要由射频四极加速器RFQ （Radio Frequency Quadrupole）、中能传输线和超导直线加速器组成，超导直线加速器全长约100 m，由九十多只低β射频超导腔组成的加速单元可以把铀离子加速到17（238U35+）–22（238U46+）Me V/u，被加速铀离子束最高脉冲束流强度可达到28 pμA (粒子微安），该超导直线加速器工作频率162.5 MHz，在2 K低温条件下运行.i Linac产生的能量为17–22 Me V/u的强流重离子束通过垂直双向四维相空间涂抹注入方法，多次多圈注入常温同步加速器BRing-N中，经过束流累积、纵向堆积和加速等过程，使重离子束达到设计的束流强度和能量，最终通过慢引出或快引出方式从BRing-N环中引出.BRing-N设计周长570 m，磁刚度34 T m.BRing-N同步加速器有两种工作模式:低能量高流强模式和高能量低流强模式.在低能量高流强模式下，从注入器i Linac产生的重离子束不经过剥离，直接注入BRing-N中，例如在强流运行模式下可以把238U5+铀离子束加速到0.8Ge V/u，BRing-N环内铀离子束束流强度可以达到（0.5–1.0）×10ppp （particles per pulse）；在高能量低流强模式下，从注入器i Linac产生的重离子束经过剥离至更高电荷态，然后再注入BRing-N中，例如可以把238U5+铀离子束剥离至238U6+，经过BRing-N可以加速至能量2.45 Ge V/u、环内束流强度5.0×10ppp.储存环SRing和BRing-N之间的传输线既是两环之间的传输线，又是一条高磁刚度的放射性次级束流线（HFRS），HFRS磁刚度25 T m，长约180 m.从BRing-N中引出的稳定核重离子束打靶产生放射性次级束，经过次级束流线HFRS分离选择后可直接用于实验测量，也可把分离出的不稳定核次级束注入实验谱仪SRing中，通过电子冷却制备出高品质次级束流，用于高精度实验测量，例如短寿命原子核质量测量.从BRing-N中引出的一定能量的强流重离子束也可以在HFRS束流线上再剥离至全裸重离子束，例如可产生238U2+铀离子束，全裸的铀离子束注入SRing中，经过纵向堆积、纵向压缩和束流冷却后，可以从SRing中引出高能量、高功率的极短脉冲重离子束，用于高能量密度物理研究，铀束能量可达到0.8–1.1 Ge V/u，引出束流强度可达到5.0×10ppp，束团脉冲宽度50–100 ns，脉冲束流功率可达到20–25 k J.SRing储存环周长277.3 m，环内配置有电子冷却、随机冷却、双TOF探测器和用于高离化态原子物理研究的电子靶以及气体喷射内靶装置.HIAF主要束流指标如表1所示.目前HIAF设计有6个实验终端，主要包括:终端1，位于注入器i Linac末端的低能量核结构研究谱仪和强流离子束辐照终端；终端2，位于BRing-N引出端的高能综合终端，包含QCD与核物质性质研究实验探测器、超核研究实验探测器和高能量辐照终端；终端3，位于BRing-N和SRing之间的次级束流线HFRS；终端4，位于HFRS后方的外靶实验终端；终端5，SRing高精度环形谱仪和电子-离子复合共振谱仪；终端6，高能量密度物理研究实验终端.