本發(fā)明屬于束流線消色散偏轉磁鐵，尤其涉及一種用于消色散偏轉磁鐵的調節(jié)塊和消色散偏轉磁鐵調節(jié)方法。

背景技術：

1、束流從粒子加速器引出，束流傳輸線布設在粒子加速器束流引出口到粒子加速器以外的目標點之間。在粒子加速器的束流傳輸線中，各類大型偏轉磁鐵都有可能存在一定誤差，消色散偏轉磁鐵也不例外，如圖5所示，該誤差包括磁場實際分布與理論分布的誤差、以及機械安裝的誤差等，這些誤差會導致偏轉后的束流的出射角度與出射位置與理論值有一定的偏差。

2、如圖5所示，常規(guī)技術對于束流傳輸線上偏轉磁鐵存在的誤差，一般采用布設在消色散偏轉磁鐵以外的導向磁鐵進行調節(jié)，通過多組導向磁鐵的組合，對從消色散偏轉磁鐵引出的束流進行小角度偏轉、或對從消色散偏轉磁鐵引出的束流進行位置調整。為了在束流線上通過導向磁鐵的組合來調節(jié)束流的出射位置和出射角度，常規(guī)方法將多組導向磁鐵布設在消色散偏轉磁鐵以外的上游進口前或布設在消色散偏轉磁鐵以外的下游出口后。

3、用導向磁鐵調節(jié)束流傳輸線誤差的難點在于：如果將導向磁鐵置于消色散偏轉磁鐵的上游進口前，當下游出射束流的出射角度或位置變化時，通過上游調節(jié)下游的方法調節(jié)效果不佳。如果將導向磁鐵置于消色散偏轉磁鐵的下游出口后，則將擠占下游束流線高度空間。如圖1a所示，當束流是垂直向下出射時，由于束流線下方還設有輻照裝置，使得整套設備層高相對比較高，如果再在垂直方向的下游出口后布設偏轉磁鐵，就勢必還要再加高設備，并且廠房也隨著加高。為了不再增高廠房，要求下游束流線應能盡可能短，從而使得設備層高不至于過高。

4、總之，通過已有技術手段調節(jié)束流傳輸線上消色散偏轉磁鐵存在的誤差時，難點在于：一方面，將導向磁鐵放在消色散偏轉磁鐵的上游入口前，誤差調節(jié)效果差，所以一般在下游出口后布置導向磁鐵；另一方面，如果將導向磁鐵放在下游出口后會使得設備層高過高。

技術實現思路

1、本發(fā)明為解決現有技術存在的問題，提出一種用于消色散偏轉磁鐵的調節(jié)塊和消色散偏轉磁鐵調節(jié)方法，目的在于解決現有技術在消色散偏轉磁鐵下游出口前布設偏轉磁鐵會使得設備層高過高的難題。

2、本發(fā)明為解決其技術問題提出以下技術方案：

3、一種用于精確調整消色散偏轉磁鐵邊緣場的局部調節(jié)塊，該局部調節(jié)塊基于一種帶有局部調節(jié)塊的消色散偏轉磁鐵，該消色散偏轉磁鐵包括外鐵軛、勵磁線圈或永磁塊、極頭、以及局部調節(jié)塊；外鐵軛和極頭連接在一起，外鐵軛由上鐵軛、下鐵軛和側面鐵軛組合而成；勵磁線圈或永磁塊各分為兩組，分別安裝在上下極頭周圍，勵磁線圈由常導銅線圈、超導線圈等構成；極頭分為對稱的上極頭和下極頭，上極頭和下極頭分別連接在上鐵軛和下鐵軛上；極頭具有極面，兩個極面之間為中心平面，勵磁線圈或永磁塊在上下極頭之間的中心平面氣隙內激勵偏轉磁場；

4、其特點是：該局部調節(jié)塊布設在由所述上極頭、所述下極頭、以及上下極頭之間的中心平面組成的夾角區(qū)域內，該夾角區(qū)域含有中心平面上的束流入口和束流出口；該局部調節(jié)塊在不超過消色散偏轉磁鐵的垂向空間和橫向空間內精確調整消色散偏轉磁鐵的邊緣場，所述邊緣場就是中心平面束流入口處和束流出口處的邊緣場；該局部調節(jié)塊由軟磁材料組成。

5、進一步地，該局部調節(jié)塊近似長方形，其上半部分和左半部分組成直角形磁屏蔽夾層；束流沿著水平方向從直角形磁屏蔽夾層右側入射消色散偏轉磁鐵的束流入口，在消色散偏轉磁鐵內旋轉270°以后，再從消色散偏轉磁鐵的束流出口流出、并沿著垂直方向從直角形磁屏蔽夾層的下邊線出射。

6、進一步地，所述不超過消色散偏轉磁鐵的垂向空間和橫向空間，即為：局部調節(jié)塊的高度和寬度不超過消色散偏轉磁鐵外鐵軛的高度空間和寬度空間。

7、進一步地，當消色散偏轉磁鐵的高度為1400mm、寬度為1400mm時，所述局部調節(jié)塊的長度為540mm、高度為340mm。

8、進一步地，?當局部調節(jié)塊的長度為540mm、高度為340mm時，該局部調節(jié)塊的直角形磁屏蔽夾層的夾層內氣隙寬度為60mm，氣隙深度為180mm，夾層兩側的磁屏蔽厚度各為35mm。

9、進一步地，所述局部調節(jié)塊的上邊線與消色散偏轉磁鐵束流出口上的束流軌跡點的初始距離為150mm。

10、進一步地，所述局部調節(jié)塊的左邊線與消色散偏轉磁鐵束流入口上的束流軌跡點的初始距離為150mm。

11、一種消色散偏轉磁鐵邊緣場調節(jié)方法，其特點是,包括以下步驟：

12、步驟一、在消色散偏轉磁鐵的夾角區(qū)域內布設局部調節(jié)塊；

13、所述夾角區(qū)域是由所述上極頭、所述下極頭、以及所述中心平面組成的夾角區(qū)域，該夾角區(qū)域含有中心平面上的束流入口和束流出口，該局部調節(jié)塊的高度和寬度不超過消色散偏轉磁鐵外鐵軛的高度空間和寬度空間；

14、步驟二、采用束流測量裝置獲得出射束流的角度信息；

15、步驟二、角度信息是否符合要求，符合要求轉入步驟三，不符合要求，轉入步驟七；

16、步驟三、采用束流測量裝置獲得出射束流的橫向位置信息；

17、步驟四、橫向位置信息是否符合要求，符合要求，結束調整；不符合要求，轉入步驟五；

18、步驟五、根據測量結果調整局部調節(jié)塊的x向位置；

19、步驟六、x向位置是否符合要求，不符合，返回步驟五，符合要求，結束調整。

20、步驟七、根據測量結果調整局部調節(jié)塊的y向位置；

21、步驟八、y向位置是否符合要求，不符合，返回步驟七，符合要求，結束調整。

22、本發(fā)明優(yōu)點效果

23、1、該調節(jié)裝置與方法可以實現消色散偏轉磁鐵出射束流的角度與位置調節(jié)，調節(jié)范圍內調節(jié)規(guī)律較為簡單，接近實現了束流角度和橫向位置的獨立調節(jié)，而不會引起嚴重的互相影響。調節(jié)范圍滿足加速器的應用要求。

24、2、相比于在束流出口下游布置多組導向磁鐵的方法，本發(fā)明提出的調節(jié)裝置與方法結構緊湊，無需額外的磁鐵以及其附帶的水冷和電源要求。適用于緊湊的束流線布置，尤其對于垂直向下出射的束流線布置，該調節(jié)裝置與方法可以大大減少對于設備層高的要求。

25、3、比于在束流入口上游布置多組導向磁鐵的方法，本發(fā)明提出的調節(jié)裝置與方法調節(jié)范圍更大，且調節(jié)變量相對獨立，調節(jié)范圍內規(guī)律簡單。同樣具有結構緊湊，無需額外的磁鐵以及其附帶的水冷和電源要求的優(yōu)點。

26、4、該調節(jié)裝置與方法具有較大的調節(jié)范圍，即使消色散偏轉磁鐵本身與理論值有較大誤差，仍在該調節(jié)裝置與方法的調節(jié)能力之內。所以該調節(jié)裝置與方法還能降低消色散偏轉磁鐵的設計難度，以及工藝精度要求。

技術特征：

1.一種用于精確調整消色散偏轉磁鐵邊緣場的局部調節(jié)塊，該局部調節(jié)塊基于一種帶有局部調節(jié)塊的消色散偏轉磁鐵，該消色散偏轉磁鐵包括外鐵軛、勵磁線圈或永磁塊、極頭、以及局部調節(jié)塊；外鐵軛和極頭連接在一起，外鐵軛由上鐵軛、下鐵軛和側面鐵軛組合而成；勵磁線圈或永磁塊各分為兩組，分別安裝在上下極頭周圍，勵磁線圈由常導銅線圈、超導線圈等構成；極頭分為對稱的上極頭和下極頭，上極頭和下極頭分別連接在上鐵軛和下鐵軛上；極頭具有極面，兩個極面之間為中心平面，勵磁線圈或永磁塊在上下極頭之間的中心平面氣隙內激勵偏轉磁場；

2.根據權利要求1所述一種用于精確調整消色散偏轉磁鐵邊緣場的局部調節(jié)塊，其特征在于：該局部調節(jié)塊近似長方形，其上半部分和左半部分組成直角形磁屏蔽夾層；束流沿著水平方向從直角形磁屏蔽夾層右側入射消色散偏轉磁鐵的束流入口，在消色散偏轉磁鐵內旋轉270°以后，再從消色散偏轉磁鐵的束流出口流出、并沿著垂直方向從直角形磁屏蔽夾層的下邊線出射。

3.根據權利要求1所述一種用于精確調整消色散偏轉磁鐵邊緣場的局部調節(jié)塊，其特征在于：所述不超過消色散偏轉磁鐵的垂向空間和橫向空間，即為：局部調節(jié)塊的高度和寬度不超過消色散偏轉磁鐵外鐵軛的高度空間和寬度空間。

4.根據權利要求3所述一種用于精確調整消色散偏轉磁鐵邊緣場的局部調節(jié)塊，其特征在于：當消色散偏轉磁鐵的高度為1400mm、寬度為1400mm時，所述局部調節(jié)塊的長度為540mm、高度為340mm。

5.根據權利要求4所述一種用于精確調整消色散偏轉磁鐵邊緣場的局部調節(jié)塊，其特征在于：當局部調節(jié)塊的長度為540mm、高度為340mm時，該局部調節(jié)塊的直角形磁屏蔽夾層的夾層內氣隙寬度為60mm，氣隙深度為180mm，夾層兩側的磁屏蔽厚度各為35mm。

6.根據權利要求1所述一種用于精確調整消色散偏轉磁鐵邊緣場的局部調節(jié)塊，其特征在于：所述局部調節(jié)塊的上邊線與消色散偏轉磁鐵束流出口上的束流軌跡點的初始距離為150mm。

7.根據權利要求1所述一種用于精確調整消色散偏轉磁鐵邊緣場的局部調節(jié)塊，其特征在于：所述局部調節(jié)塊的左邊線與消色散偏轉磁鐵束流入口上的束流軌跡點的初始距離為150mm。

8.一種基于權利要求1-7任意一種用于精確調整消色散偏轉磁鐵邊緣場的局部調節(jié)塊的消色散偏轉磁鐵邊緣場調節(jié)方法，其特征在于,包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明公開了一種用于消色散偏轉磁鐵的調節(jié)塊和消色散偏轉磁鐵調節(jié)方法，該局部調節(jié)塊布設在由上極頭、下極頭、以及中心平面組成的夾角區(qū)域內，該區(qū)域含有中心平面上的束流入口和束流出口；該局部調節(jié)塊在不超過消色散偏轉磁鐵的垂向、橫向空間內精確調整消色散偏轉磁鐵的邊緣場；該方法包括：在消色散偏轉磁鐵的夾角區(qū)域內布設局部調節(jié)塊；采用束流測量裝置獲得出射束流的角度信息；角度信息不符合要求，則根據測量結果調整局部調節(jié)塊的y向位置；本發(fā)明調節(jié)規(guī)律較為簡單，接近實現束流角度和橫向位置的獨立調節(jié)，而不會引起嚴重的互相影響。相比在束流出口下游布置多組導向磁鐵的方法，結構緊湊，無需額外的磁鐵以及其附帶的水冷和電源要求。

技術研發(fā)人員：謝宗泰,李明,王勝龍,呂銀龍,崔濤,符振輝,周平原,秦偉濤,王煜
受保護的技術使用者：國電投核力同創(chuàng)（北京）科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2