CSNS直线加速器空间电荷效应的模拟研究

本文利用三维空间电荷效应程序IMPACT-Z对直线加速器中的空间电荷效应进行了模拟研究,从单粒子动力学和多粒子动力学角度分析了束流在不同峰值流强下的发射度变化。在15 mA流强下,比较了束流初始失配对束流发射度的影响,结果显示横向失配对发射度束流品质影响更大,实际调束过程中应保证束流失配因子不超过1.4。     

电子直线加速器低能区粒子三维运动的计算

采用变半径盘电荷模型和环状束流模型对电子直线加速器低能区作粒子三维运动的计算,给出了粒子在各向的位移及其变化速率,以及束流轨迹和在各相平面的均方根发射度的大小与束流发射度图象。     

电子直线加速器低能区粒子三维运动的计算

采用变半径盘电荷模型和环状束流模型对电子直线加速器低能区作粒子三维运动的计算,给出了粒子在各向的位移及其变化速率,以及束流轨迹和在各相平面的均方根发射度的大小与束流发射度图象。     

电子直线加速器粒子三维运动的计算

采用变半径盘电荷模型和环状束流模型对电子直线加速器的低能区作粒子三维运动的计算,可以给出粒子在各自的位移及其变化速率以及各相平面的均方根发射度大小与束流发射度图示。     

FEL中的束流发射度分析

根据自由电子激光器(FEL)对电子束流品质的要求,对束流发射度以及引起束流发射度变化的因素,诸如加速过程中微波场的突变、能量增加、波导结构的尾场效应和传输过程中的空间电荷效应、粒子密度分布的影响及偏转系统中的尾场效应等等,进行了物理上的分析,对其中某些情况,给出了束流发射度变化量的具体估算。     

单粒子微束品质优化装置研制的设想

对影响单粒子微束装置束品质的因素进行了全面分析，并提出了一种优化单粒子微束装置束品质的方法——用束流发射度精确测量与粒子束聚焦自动调节装置改进单粒子微束装置瞄准器出口束斑。     

100 MeV回旋加速器束流加速轨道的COMA模拟跟踪

利用多粒子跟踪程序COMA来模拟CYCIAE-100的加速过程。在束流强度和初始发射度固定的情况下，分析研究加速过程中束团的能散、滑相、相图的变化，发射度的变化，以及束流包络的变化情况。     

直线加速器中电荷束团非均匀密度分布引起的发射度增长(英文)

束流发射度的明显增长与束团中电荷密度分布的均匀化密切相关,是空间电荷自场能转换成粒子横向动能的结果。作者推得了在直线加速器屏蔽筒中的几种常见的非均匀密度分布的有限长空间电荷束团的非线性自场能,并给出了它们与均匀分布束团之间的剩余场能以及由此引起的直线加速器中非均匀密度分布的电荷束团发射度增长的数值计算结果图表。     

CYCIAE-100中心平面的Br对束流发射度的影响计算

在回旋加速器中，如果磁极的镜像对称被破坏，将在加速器的中心平面上产生一水平分量的场Br，在粒子相应轴向共振的作用下，这样的场将使中心粒子的运动偏离中心平面，进而使束流发射度发生变化。在回旋加速器中粒子由于径向磁场作用偏离中心平面运动的方程可表示为：     

周期性聚焦系统中束晕形成的模拟研究

运用ＰＩＣ多粒子模拟方法，讨论了周期性聚焦系统中束晕形成的机制。为了真实，自洽地描述束晕的形成，假定相空间的初始粒子分布分别满足水袋型，抛物线型以及高斯型等相空间分布。通过数值模拟计算，得到了束晕强度，发射度增长随失配因子及调谐衰减变化等一系列结果。     

束流发射度的测量

在束流输运系统中,快速而精确地测定束流的发射度,对于提高束流传输效率、调节并保证束流达到预期的场所,是十分重要的。通常在测定束流发射度时采用移动缝隙法或电磁偏转方法。这些方法不仅需要附加一些较复杂的装置,而且测量时费时费力。特别是这些方法都必须采用缝隙装置,在测量时截留了大部分束流流强,因而必须强迫冷却,而在测量后,这些缝隙装置又带有很强的放射性。除了以上这些问题以外,由于束流在缝隙上的散射,又使测量结果的误差增大。Fermi实验室的E.R.Gray、CERN的G.Baribaud和C.Metzger曾用测量束流剖面的方法来测定束流的发射度。他们测量一段漂移空间内三点的     

横向和纵向耦合束流系统束流发射度增长分析

分析了初始无关联无耦合的束流通过存在横向和纵向耦合的束流系统后发射度的增长。结果表明，束流的有效发射度随着束流初始条件的变化明显地增长。给出了束流有效发射度的增长关系和边界方程式。     

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。     

束流发射度和亮度与束流密度分布的关系

束流发射率和束流亮度是表征加速器束流品质的主要指标。理论和实验研究都已发现,它们与束流空间电荷的非均匀分布有密切关系。     

上海光源二期工程的垂直发射度研究

上海光源二期工程正在设计一个新的磁聚焦结构,它包含双斜插入件、超导二极铁以及超导扭摆器等新的元件。光谱亮度是表征同步辐射光源性能的一个重要参数,通过降低垂直发射度的方式来提高亮度是一种简便可行的方法。首先分别模拟和计算了各类磁铁准直误差对垂直发射度的影响,然后采用奇值分解法校正了误差引起的闭轨畸变,最后使用60个斜四极铁来校正垂直发射度。结果表明,在上海光源二期工程的磁铁准直公差与目前正在运行的上海光源相同的条件下,六极铁垂直准直误差对垂直发射度的影响最大;用60个斜四极铁来校正垂直发射度,能使耦合度保持在0.5%以下。     

Low emittance lattice design with Robinson wiggler in the arc section

Beam emittance reduction is an effective method to increase the brightness of a synchrotron light source.Robinson wiggler can play a role in the beam emittance reduction by increasing the horizontal damping partition number.A replacement of the quadrupoles in the arc section with short combined function dipoles will construct a single-periodic Robinson wiggler in the SSRF storage ring.This scheme provides a lower beam emittance,without occupying any straight section.Detailed analysis is presented in this paper.     

螺线管透镜像差导致的束流发射度增长研究

螺线管透镜常作为低能束流的聚焦元件,不可避免地具有像差,导致束流发射度增长,降低束流传输效率。本文通过理论推导和计算机模拟,给出了不同束流包络、不同磁感应强度和不同磁场形状的情况下束流经过实际透镜后的发射度增长。结果表明,发射度增长主要与束流包络和磁感应强度有关。但在一定范围内,优化磁场形状也能起到控制发射度增长的作用。     

CSNS/LRBT优化设计及空间电荷效应影响研究

中国散裂中子源（CSNS）直线加速器至快循环同步加速器（RCS）的束流输运线（LRBT）传输80 MeV H^-束流至RCS注入点,由于较小的束流发射度和较高的峰值流强,空间电荷效应在LRBT中的影响非常显著,是引起LRBT中发射度增长和束流损失的主要因素,也是LRBT优化设计中的重要问题。文章利用TRACE 3-D程序进行带有空间电荷效应的twiss参量和消色散匹配,比较研究LRBT不同聚焦结构和不同初始束流分布条件下发射度的增长情况。对于采用Triplet结构作为标准单元的结构,研究发现,通过优化LRBT前端匹配段能有效控制发射度的增长。多粒子模拟跟踪结果表明,峰值流强为15 mA时,现有物理孔径下基本无束流损失发生。对LRBT上散束器的参数和位置进行了优化设计,可减少动量散度和中心能量抖动,优化RCS注入束流参数。     

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。