中科院近代物理研究所近期建成一台高电荷态重离子RFQ(射频四极)加速器和与之匹配的强流高电荷态激光离子源。这是在我国建成出束的第一台高电荷态重离子RFQ加速器和第一台用于加速器的高电荷态激光离子源,在未来的重离子肿瘤治疗专用加速器和强流重离子同步加速器等领域具有重大应用前景。

  通过与国外同行合作建成的高电荷态重离子RFQ加速器是一台四杆型的RFQ加速器,设计能量约600KeV/u,射频频率100MHz,实验束流调试中所加的射频功率165kW,脉冲长度300μs,重复频率1Hz,其目标是加速并获得几十毫安的高电荷态重离子脉冲束流。经过初步束流调试,激光离子源产生的多电荷态碳离子束直接注入到RFQ加速器中,12C6+离子经过RFQ加速器加速的能量约600keV/u,在束流诊断系统测量到5-6毫安的脉冲束流,其中12C6+束流强度约2-3毫安。经过优化调试,束流传输效率、束流强度和束流稳定性将进一步提高。图一是RFQ加速器和激光离子源;图二给出了激光离子源产生的多电荷态谱图和RFQ加速器出口测量的束流脉冲。