西安200 MeV质子应用装置同步环线性光学测量与校正

杨 业， 王敏文， 叶文博， 刘晓宇， 李 岩，姚红娟， 郑曙昕， 刘卧龙， 王 迪， 王茂成， 赵铭彤，闫逸花， 张 辉， 王百川， 吕 伟， 王忠明†

(1. 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室， 西安 710024；2. 粒子技术与辐射成像教育部重点实验室， 北京 100084；3. 清华大学 先进辐射源及应用实验室， 北京 100084； 4. 清华大学 工程物理系， 北京 100084)

西安200 MeV质子应用装置(Xi’an 200 MeV Proton Application Facility， XiPAF)是国内首台满足空间质子单粒子效应考核要求的实验装置，该装置由7 MeV直线注入器和200 MeV同步加速器组成[1-3]。调束阶段，由于存在准直偏差和磁铁磁场偏差，同步加速器的线性光学与设计会有偏差。为建立准确的机器模型及优化注入、加速和引出效率，线性光学测量与校正是环形加速器调束过程中关键且必要的一步。表征环形加速器状态的线性光学函数包括工作点、β函数、色散函数和色品。常用的线性光学校正方法有2种[4]：第1种是基于闭轨响应矩阵的校正方法，该方法主要用于轻子储存环的线性光学校正[5-7]，也可应用于中小型强子同步环的线性光学校正[8-9]，但受限于束流位置探测器(BPM)的测量噪声，模型校正效果有限；第2种是基于束流逐圈位置的校正方法，需要激励起较大幅度的束流质心振荡，在强子和轻子环形加速器中都有应用[10-12]。

当前，调束在临时厂房进行，BPM逐圈位置测量噪声比较大，基于束流逐圈位置的测量与校正方法的效果不太好，因此采用了基于闭轨响应矩阵的校正方法和LOCO(linear optics from closed orbits)程序[13-14]进行线性光学校正。本文首先介绍了工作点、β函数、色散函数和色品的测量方法与结果，然后改进了LOCO程序，使之适用于低能质子同步加速器的线性光学校正，最后给出了基于改进后LOCO程序的校正结果。……