自共振在同步加速器快速束流引出中的应用
加速器物理
2025-03-04 v2 医学物理
摘要
近年来，超高剂量率 (FLASH) 放射治疗因其具有与常规粒子疗法相似的肿瘤杀伤效力，同时能显著保护正常组织，已成为一种新型的癌症治疗技术。然而，由于粒子数量的限制，在紧凑型重离子同步加速器中实现 FLASH 条件需要几十毫秒的短引出时间，这对常规的 RF-KO 方法构成了挑战。为了应对这一挑战，我们首次将自共振引入三阶共振引出，为仅增加激励强度的常规方法提供了替代方案。通过利用强失谐效应，小幅度的扫频激励可以将整个束流驱动到自共振状态，从而在单个扫频周期内实现快速束流引出。与常规方法相比，这种创新方法仅需额外添加一个八极磁铁。同时，研究表明常规的 RF-KO 方法具有较高的自共振阈值，因此在每个扫频周期内，只有少量满足阈值的粒子能被激发到大振幅并被引出。在本文中，分析了存在六极和八极磁场时粒子的自共振阈值，并且单粒子模拟与理论公式显示出良好的一致性。此外，对基于自共振的快速引出过程进行了模拟和研究，揭示了毫秒级束流引出的可能性。
关键词
引用
@article{arxiv.2502.13911,
title = {Application of autoresonance in rapid beam extraction of synchrotrons},
author = {X. Ding and S. Ruan and H. Ren and G. Wang and R. H. Zhu and J. C. Yang and H. Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.13911},
year = {2025}
}