强流负氢离子源发射度测量仪研制

在加速器技术研究中，束流发射度是反映束流品质的重要物理参数，也是加速器和束流传输线设计的重要依据。100 MeV回旋加速器采用18 mA强流负氢离子源来产生负氢束，为了准确测量离子源的发射度，研制了一台强流负氢离子源发射度测量仪，介绍了其基本原理、机械设计和实验结果，得到了离子源的发射度信息，为100 MeV回旋加速器的设计提供了发射度参数。     

120MeV电子直线加速器束流准直研究

120 MeV电子直线加速器对于束流发射度有较高的要求,传统的光学准直难以满足需求。本文研究采用基于在线束流准直方法(Beam Based Alignment,BBA)以实现精度更高的准直,获得更好的束流性能。根据加速器结构配置情况,使用消色散校正法(Dispersion-free Steering Algorithm,DFS),对加速器束流匹配传输段在不同束流抖动情况下进行模拟计算。计算结果表明,DFS算法对于120 MeV电子直线加速器装置的束流准直应用效果良好。     

用三梯度法测量束流发射度的研究

准确测量发射度对加速器束流的调制和性能的评估极端重要，本文介绍在HIRFL(兰州重离子加速器)现有设备基础上，利用三梯度法测量束流发射度的系统，讨论了测量原理和方法，以及测量中要注意的问题．并对数据的计算处理做了详述。专门设计了一套软件系统，以实现束流发射度、束流剖面等束流参数的实时测量。该系统具有可靠性好、测量直观、测量较准确等优点。     

低能强流负氢束发射度测量仪的设计

随着核物理实验、原子物理、表面物理实验的进一步发展以及加速器技术在各领域的广泛应用，对离子源产生的束流品质的要求也越来越高。束流发射度是束流品质的一个重要指标，因此，对离子源束流发射度的测量和研究，对离子源技术本身、加速器研究以及相关应用技术都具有重要意义及参考价值。     

北京质子直线加速器的束流测量探头

本文介绍了北京质子直线加速器的束流测量探头如荧光靶探头,束流变压器,发射度测量探头,束流截面测量探头,能散度测量探头,法拉第筒,减能器等的作用,机械结构及加工工艺。     

螺线管透镜对加速管束流匹配的影响研究

螺线管透镜具有轴对称性、结构尺寸小等优点,在束流传输系统中得到了广泛应用,然而螺线管透镜磁场的非线性部分(像差)会导致束流发射度增长,降低束流的传输效率。本文采用TRACK程序模拟,研究了螺线管透镜像差与束流发射度增长的关系,发现束流发射度的增长与磁透镜的磁感应强度有关,同时优化螺线管透镜的磁场均匀性有效抑制了束流发射度增长。此外,基于一种磁场均匀度较高的螺线管透镜研究了离子源引出系统与加速管的束流匹配过程,结果表明相比汇聚入射束和准平行入射束,发散入射束通过加速管后的束流包络较小,束流发散相对较缓慢。     

等时性回旋加速器中环形补偿线圈电流变化对引出束流性能的影响

本文报道了利用多丝束流剖面仪测量从等时性回旋加速器中引出束流的轴向性能,包括束流的中心位置、相对于磁场中心平面的夹角及束流在轴向的发射度。同时也测量了束流引出区环形补偿线圈中的励磁电流变化对引出束流性能的影响。测量结果表明,环形线圈电流变化对束流轴向发射度的影响较大,而对束流中心在轴向几何位置的影响较小。     

SSRF直线加速器束流发射度测量

发射度是衡量束流品质的重要参数,随着加速器技术的不断发展,人们对束流品质要求越来越高,特别是对小发射度的测量要求更高的分辨率.本文基于"多次改变聚焦强度法"的发射度测量原理,讨论了上海同步辐射光源装置(SSRF)直线加速器部分测量技术和测量装置,包括薄透镜的合理采用、多点最小二乘法拟合、截面测量靶的选择和测量软件设计等,以提高发射度测量的准确性和可靠性.测量结果的高稳定性与重复性对接下来即将进行的自由电子激光发射度测量有重要的参考意义.     

15-20mA负氢离子源的设计

制约强流质子回旋加速器技术发展的一个主要因素是离子源的束流强度以及束流品质，为提高引出流强、改善束流品质，中国原子能科学研究院一直致力于离子源的发展。2000年建成了平均流强5．2mA的负氢离子源，束流发射度达到了0．65πnm-mrad，2004年建成了高于10mA的负氢离子源。为进一步提高束流流强，满足中国原子能科学研究院串列加速器升级工程的需求，在原有10mA负氢离子源基础上设计1台新的离子源，将平均引出束流提高到15-20mA。     

100MeV强流质子回旋加速器中心区轴向接收度的三种计算方法及比较

中心区的设计中束流发射度的匹配非常重要，因束流匹配将直接影响其在机器内加速过程中的损失情况及引出束流的品质。加速器中心区的聚焦与相位相关，即依赖于相位。因此，要求束流在加速器内的轴向包络最小化的初始发射度是相位的函数。计算中心区的接收度为轴向注入线和偏转板的设计提供匹配条件。对CYCIAE-100回旋加速器的中心区进行轴向接收度的计算研究，分别采用数值和半解析的方法，并对这三种方法进行比较。     

100 MeV回旋加速器的高功率质子束流线研制

为调试100 MeV回旋加速器高功率束流及放射性同位素研制，设计了一条高功率质子束流线及可插拔式高功率束流调试靶。研究了100 MeV回旋加速器引出区色散效应及剥离膜的散射效应，从而优化了光学模拟的初始参数，使得模拟结果更加精确。高功率束流调试靶设计为可插拔式以代替常用固定式调试靶，该靶插入束流管道中时可进行高功率质子束流调试，在拔出时，质子束流可直接轰击束流线终端的靶站以生产放射性同位素。优化了高功率束流调试靶的水冷结构，确保调试靶可承受500 μA以上的质子束流。经调试，该束流线可传输最高流强520 μA的质子束流。     

Achievement of 100 s Long Pulse Neutral Beam Extraction in EAST Neutral Beam Injector

Neutral beam injection (NBI) is recognized as one of the most e®ective means for plasma heating. A 100 s long pulse neutral beam with 30 keV beam energy, 10 A beam current and a 100 s long pulse modulating neutral beam with 50 keV beam energy, 16 A beam current were achieved in the EAST neutral beam injector on the test-stand. The preliminary results suggest that EAST-NBI system initially possess the ability of long pulse beam extraction.     

脉冲离子束流聚焦装置的研制

用小型化的质量分析系统进行脉冲离子束流实验研究时,从真空弧离子源中引出的束流脉冲幅度大、能量低,由于空间电荷效应使脉冲束流发散度很大,使得离子束流成分分析的不确定度增大。为克服在有限的空间范围内脉冲离子束流聚焦的困难,研制了一种新的双限束光阑三膜片透镜离子束流聚焦装置。双限束光阑着重减少束流发射度,三膜片透镜则适合小尺度空间的脉冲束流聚焦。计算机模拟的结果符合这种大脉冲离子束流聚焦的设计思想。磁质谱仪应用该聚焦装置后,发散到质量分析器分析盒上的脉冲离子束流幅值从未加聚焦前的115 mA减少至0.06 mA,脉冲离子束流质量分析的不确定度降低。     

Transport characteristics of space charge-dominated multi-species deuterium beam in electrostatic low-energy beam line

The transport characteristics of a space chargedominated multi-species deuterium beam consisting of D_1~+,D_2~+, and D_3~+ particles in an electrostatic low-energy beam line are studied. First, the envelope equations of the primary D_1~+ beam are derived considering the space charge effects caused by all particles. Second, the evolution of the envelope of the multi-species deuterium beam is simulated using the PIC code TRACK, with the results showing a significant effect of the unwanted beam on the transport of the primary beam. Finally, different injected beam parameters are used to study beam matching, and a new beam extraction system for the existing duoplasmatron source is designed to obtain the ideal injected beam parameters that allow a D_1~+ beam of up to 50 m A to pass unobstructed through the electrostatic low-energy beam transport line in the presence of an unwanted(D_2~+, D_3~+)beam of 20 m A; at the same time, distortions of the beam emittance and particle distributions are observed.     

Enhanced Raman Scattering of Elliptical Laser Beam in a Collisionless Plasma

This paper presents the Enhanced Raman scattering of a elliptical laser beam in a collisionless plasma. The transverse intensity gradient of a pump beam generates a Ponderomotive force, which modifies the background plasma density profile in a direction transverse to pump beam axis. This modification in density effects the incident laser beam, plasma wave and back-scattered beam. Non-linear differential equations for the beam width parameters of pump laser beam, plasma wave and back-scattered beam are set up and solved numerically. The interplay between the self-focusing of the main beam and SRS has been studied in detail. The analysis clearly shows a coupling between the main beam and the plasma wave, therefore an increase in the self-focusing of the pump beam at lower intensities increases the self-focusing of the plasma wave which inturn leads to an increase in the back-reflectivity of the scattered wave. Further, it is also predicted that strong self-focusing of the pump beam at higher plasma density leads to strong self-focusing of the plasma wave and results in an increase in SRS reflectivity.     

合肥光源基于虚拟仪器技术的束流诊断系统

介绍了合肥光源利用虚拟仪器技术构成的束流诊断系统,包括基于GPIB总线构成了储存环直流流强测量系统,基于VXI总线构成了束流闭轨测量系统,基于PCI总线构成了束流横向截面测量系统,基于网络化虚拟仪器技术构成了在线束团长度测量系统和同步光位置测量系统.软件采用Lab-VIEW编程,极大地减轻了开发的工作量.     

束流调制器

介绍了一个脉冲束流调制器，它是为了满足部分重离子核物理研究了工作和加速器的研制与改进工作所需要的特定的脉冲束流而研制的，现已成功用于重离子加速器的ＥＣＲ的源的束运线上。     

合肥光源束流输运线线性光学参数设计研究

合肥光源由800MeV电子储存环、200MeV直线加速器和束流输运线组成。束流输运线线性光学参数是影响束流传输效率和储存环注入效率的关键因素。在分析合肥光源现束流输运线性能基础上,重新优化设计输运线聚焦结构。新设计在改善输运线与储存环之间Twiss参数和色散函数匹配基础上,更好地控制传输过程中束流包络,并减轻了开关磁铁幅度抖动对传输束流末态位置的影响。通过优化光学参数设计,束流传输效率将明显改善,同时参数匹配将有利于提高储存环注入效率。并且,新设计中的主磁铁磁场强度较低,输运线具备传输800MeV束流的能力。     

Improved Design of Beam Tunnel for 42 GHz Gyrotron

In gyrotron, there is the chance of generation and excitation of unwanted RF modes (parasite oscillations). These modes may interact with electron beam and consequently degrade the beam quality. This paper presents the improved design of the beam tunnel to reduce the parasite oscillations and the effect of beam tunnel geometry on the electron beam parameters. The design optimization of the beam tunnel has been done with the help of 3-D simulation software CST-Microwave Studio and the effect of beam tunnel geometry on the electron beam parameters has been analyzed by EGUN code.     

测量束流与靶表面夹角的简易方法

在不透明靶的前角反冲测量中,对束流与靶表面的夹角精度要求较高。当这一夹为角15°±1°时观引起有效靶厚误差为6—7%。我们实验室的散射室,原设计没有考虑这一角度的测量。为测这一角度,对散射室做了一点改进。方法简单易行。在位于散射室中心的靶杆(图1)上端,装一个平面反射镜的镜架(图1a)。镜架要能绕靶杆转动轴相对靶杆转动,镜架转动中心必须与靶杆转动轴重合亦即使靶杆转动轴位于镜架转动中心面上。