射频四极（RFQ）加速器是加速低能强流连续波（CW）束流的的最有效装
置，而实现 CW RFQ稳定运行是强流离子加速器研究的热点和难点。本论文以
CW RFQ加速器稳定运行为目标，系统地完成了强流重离子 CW RFQ加速器的
研制。
CW RFQ加速器非常适合加速强流低能束流，而实现其稳定运行面临众多
挑战。论文中，针对 CW RFQ稳定运行面临的问题，进行以下研究。为了降低
腔体功耗与功率密度，比较多种 RFQ加速器腔型，选用了适合强流 CW加速的
腔型，优化腔体结构，降低腔体最大表面场；为了稳定腔体的电磁模式，研究
四翼型腔体中模式频率分离问题和 π模杆结构对频率分离的作用，降低腔体中
二极场的对四极场的混合度，通过腔体低功率测试和调谐，达到所需的频率和
场分布；为了维持腔体的频率稳定，研究腔体频率随冷却水温度的变化规律，
实现腔体频率的在线调谐；为了保证腔体的结构稳定，进行腔体的多物理场耦
合分析，研究冷却水流量和温度变化引起的腔体形变和应力变化，提出水温在
线调谐方案和冷却水流量温度控制方案；为了控制腔体的二次电子倍增效应，
研究了腔体中不同功率情况下二次电子倍增发生的可能性，避免腔体在束流所
需功率时发生二次电子倍增效应；为了实现高频功率的稳定输出和耦合，采用
固态功率源提供功率，使用双端口耦合器进行功率耦合。
本论文基于以上有助于 CW RFQ稳定运行方法的研究，结合低能量强流高
电荷态加速器装置（LEAF）的需求，完成了 LEAF RFQ加速器从高频设计、
多物理场分析、水温在线调谐方案研究、低功率测试、高功率锻炼及束流加速
实验的全过程设计和研究，成功研制了 LEAF RFQ加速器，测试表明该 RFQ加
速器满足 CW稳定运行的要求，具备为实验终端提供高性能稳定束流的能力。