强流AVF型回旋加速器中的空间电荷效应和束晕

首先,详细推导了AVF型回旋加速器中束团粒子在曲线坐标系中的动力学方程(考虑和不考虑空间电荷相互作用力两种情况)。然后,在假定动力学方程中各参数值的前提条件下,用Lunge-Kutta方法对考虑空间电荷时的动力学方程进行了数值计算。结果表明,束晕的形成和发展同样也是强流回旋加速器中束流损失的一个主要原因。但束晕形成的机制不同于直线加速器的情况,它不是由共振和混沌引起,而是由于粒子的排斥运动和束团内粒子的涡流运动引起的。     

等时性回旋加速器空间电荷效应初步研究

空间电荷效应是回旋加速器设计中一个非常重要的问题，当束流强度达到几mA时，空间电荷力在半径和垂直方向的散焦作用变得很明显，在经典的回旋加速器的中心区，垂直方向的聚焦很弱，因此，空间电荷效应将限制垂直方向的接收度。然而，和横向空间电荷效应相比，在等时性回旋加速器中，人们更关注纵向空间电荷效应。纵向空间电荷效应会增加单个束团的能散，同时在等时性回旋加速器中，纵向运动和径向运动存在着很强的耦合，空间电荷力使束团在径向和纵向的空间中产生扭曲和涡流运动。     

聚束系统设计与计算程序

LMOVE程序是一个模拟粒子纵向运动的FORTRAN语言程序。它可以计算由三电极双间隙聚束器(或这种聚束器的组合)、单狭缝谐波聚束器、静电加速管和自由飘浮空间组成的束流脉冲化系统。程序采用大量粒子模拟束团在纵向相空间内的运动,并用Monte-Carlo方法随机产生相空间内各代表点的初始条件。因此,较为适合模拟粒子在配有聚束器件的静电加速器中的纵向运动。本程序不考虑粒子的空间电荷效应。     

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：     

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。     

捷克斯洛伐克回旋加速器的建造简况

在苏联帮助捷克斯洛伐克发展和平利用原子能方面,也包括为捷克斯洛伐克原子核物理研究所建造的回旋加速器。 该回旋加速器为第一流的环形加速器,利用这一个环形加速器,曾发展了许多其他类型的加速器:如能使粒子(如质子)加速到极高能量的稳相加速     

四扇分离扇回旋加速器的静态轨道特性

近年来,在低能重离子装置中,分离扇等时性回旋加速器十分引人注目。本文导出了N度对称的分离扇回旋加速器的粒子运动方程,并对四扇52°的机器进行了数值分析。结果表明,当粒子能量小于100MeV/核子时,U_x～U_z曲线不穿过任何重要的共振线,而质子的最大能量可达300MeV以上。     

一种调节温升引起的紧凑型回旋加速器等时场变化的方法及其线圈绝缘实验研究

在紧凑型、小磁极间隙回旋加速器中，对等时性磁场要求较高，如中国原子能科学研究院正在设计建造的100MeV紧凑型强流回旋加速器。因其磁极间隙小，故此对于加速器运行过程中温升、电磁力等因素引起的磁极形变相当敏感，此时需在线调节等时性磁场，以保证粒子的正常加速。     

100 MeV回旋加速器能量测量设备的安装调试

正为了测量100 MeV回旋加速器实际输出质子束流的能量,回旋加速器研究设计中心采用了Physikalisch-Technische Werkst tten(PTW)公司生产的水体模剂量测量系统(以下简称水箱)测量质子束流在水中的深度剂量曲线,确定布拉格峰位置。测量采用的是100 MeV回旋加速器南向单粒子效应束流线和单粒子效应实验台架。该束流线是一条水平方向固定的束流线,因此输出的质子束流为水平方向固定束。水箱的侧面有一个入射窗,入射窗处安装1个参考探测器。束流线与     

7 100MeV强流质子回旋加速器中的一次谐波研究

在回旋加速器中对应不同的能量束流具有固定的静态平衡轨道，轨道中心为机器中心。在粒子实际加速过程中，不可能严格的按照平衡轨道运动，而是围绕平衡轨道作betatron振荡。当磁场存在非理想分量时轨道中心将出现偏移，一次谐波引起的轨道偏移量为：     

基于示波器嵌入式IOC技术的逐束团位置监测系统研制

为研究尾场引起的束团不稳定性,本工作开发了基于高速宽带示波器嵌入式IOC的逐束团位置测量系统。该系统通过直接获取加速器储存环中钮扣型电极的原始束流信号,进行在线计算独立的水平和垂直方向的逐束团位置。介绍了此系统的需求分析、硬件结构以及嵌入式IOC软件结构。利用在上海光源储存环上获取的逐束团位置数据,对系统性能进行了评估。实验显示,不同束团感应到的工作点及横向振荡振幅与束团编号间的依赖关系,结果证明该系统是一个有效的机器研究工具。     

Simulation on control of beam halo-chaos by power function in the hackle periodic-focusing channel

The K-V beam through a hackle periodic-focusing magnetic field is studied using the particle-core model. The beam halo-chaos is found, and a power function controller is proposed based on mechanism of halo formation and strategy of controlling halo-chaos. Multiparticle simulation was performed to control the halo by using the power function control method. The results show that the halo-chaos and its regeneration can be eliminated effectively. We also find that the radial particle density evolvement is of uniformity at the beam＇s centre as long as appropriate parameters are chosen.     

强流束传输中束晕的形成

放射性洁净核能系统的强流加速器中，绕束核外围的束晕最容易损失在机器壁上，产生超标的放射性，弄清束晕形成的机制，寻找尽量降低束损的加速器设计方法，对于建造这样的强流加速器至关重要。文章人束晕理论 方法等方面进行了综合论述，并在其中给出一些初步研究结果。最后，讨论了束晕研究中尚待解决的课题。     

The effects of beam line pressure on the beam quality of an electron cyclotron resonance ion source

The results of a series of measurements studying the possibility to use neutral gas feeding into the beam line as a way to improve the quality of the heavy ion beams produced with an electron cyclotron resonance ion source (ECRIS) are presented. Significant reduction of the beam spot size and emittance can be achieved with this method. The observed effects are presumably due to increased space charge compensation degree of the ion beam in the beam line section between the ion source and the analyzing magnet. This is the region where the neutral gas was injected. It is shown that the effects are independent of the ion source tuning. Transmission measurements through the beam line and K-130 cyclotron have been carried out to study the effects of improved ion beam quality to the transmission efficiency.     

Beam dynamics study for a small, high current 14 MeV PET cyclotron

A 14 MeV high intensity cyclotron CYCIAE-14 dedicated to Positron Emission Tomography (PET) is under construction at China Institute of Atomic Energy (CIAE). Based on a set of basic technical requirements for the accelerator and its extracted beam, the cyclotron beam dynamics were studied and the results are presented. Static beam dynamics, beam motion inside the machine under imperfection conditions and beam behavior in the extraction process were also investigated. This work gives an in-depth view of the beam dynamics study, numerical simulation as well as the corresponding results and necessary analyses.     

TRANSVERSE INSTABILITY OF A BUNCH OF HIGH CURRENT SHORT PULSE BEAM IN ELECTRON LINAC

A set of equations for investigating transverse instability of a bunch of high current short pulse beam in electron linac is presented, and the result of numerical calculation is given in the paper.     

基于相干渡越辐射的束团长度测量研究

电子束团长度是束流诊断中的重要参数,基于相干渡越辐射(Coherent Transition Radiation,CTR)的测量方法是一种简单易行的高时间分辨率测量方法。本文调研并分析了不同电子束团长度测量方法的优缺点,选择基于CTR方法作为主要研究方向,主要针对上海深紫外自由电子激光实验装置(Shanghai Deep Ultra-Violet Free Electron Laser,SDUV-FEL)和X射线自由电子激光试验装置(Shanghai X-ray Free Electron Laser,SXFEL)进行了实验方案设计和模拟分析。结果表明,通过合理的参数选择和方案优化,用该方法可对飞秒至皮秒范围内的束团长度进行测量,时间分辨率能到达飞秒量级,满足SDUV-FEL的实验需求和SXFEL的工程需求。     

SDUV-FEL装置上利用电光频谱解码法测量束团长度实验设计与仿真

电子束团纵向长度是束流诊断中的重要参数,电光频谱解码法(Electro-Optical Spectral Decoding,EOSD)是为数不多的可进行单发测量的高时间分辨率测量方法。本文基于上海深紫外自由电子激光装置(Shanghai Deep Ultraviolet Free Electron Laser,SDUV-FEL)设计了一套电光频谱解码法测量束团长度实验方案。通过采用针尖粗同步和可调的光栅展宽器可实现长度在1-10 ps内变化的束团无损测量。通过对电光调制过程及其后探测的仿真研究表明,选用0.5 mm厚的Zn Te晶体在距离束流中心3-5 mm处测量时,时间分辨率最高可达180 fs(Root Mean Square,RMS),信号展宽在3%以内,测量的电场形状无可观测畸变,满足SDUV-FEL的实验需求。