曲面超导磁体对紧凑离子治疗同步加速器束稳定性的影响

超导曲面磁体可以通过产生强磁场（>3T）和减少磁体总数（通过组合功能多极场的能力）来减小加速器占地面积，使其成为重离子治疗等应用的吸引选择。存在一个问题，即强烈的曲面谐波和边缘场对紧凑加速器束动力学的影响未被充分表示：现有的做法使用集成圆柱形多极子来描述和建模这些磁场，以进行束动力学研究，这在曲面坐标系中无效，并假设单个误差在整个机器上相互抵消。在这些机器的建模中，必须正确地包含强烈曲面谐波和边缘场对紧凑加速器束动力学的影响。必须引入一种替代方法来捕获强曲面磁体中的偏轴场，这可能影响紧凑加速器的长期束稳定性。本文首次研究了在紧凑医学同步加速器中部署曲面可弯曲余弦theta（CCT）超导磁体的影响。我们发展了一种方法来分析和特征化为27米周长碳离子治疗同步加速器（由Heavy Ion Therapy Research Integration Plus European项目和CERN Next Ion Medical Machine Study（NIMMS）设计）developed for的CCT的3D曲面场。这些场在MAD-X/PTC中对紧凑同步加速器进行建模，以研究其对束动力学和长期束稳定性的影响。通过所呈现的方法获得的见解允许优化磁体和同步加速器的设计，potentially影响未来离子治疗设施的运行性能。