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。     

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。     

梯度法对HIRFL束流发射度的测量

利用磁四极透镜和二次发射多丝剖面监测器测量了ＨＩＲＦＬ横向束流（＾１２Ｃ＾６＋）发射度。测量中采用了多次测量和最小二乘法拟合的方法，给出了发射度及其测量误差的计算方法和测量结果。     

ECR离子源束流发射度测量系统设计

为了实现ECR离子源束流发射度的精确、可靠测量,同时实现将系统中不同设备的控制测量数据统一显示到操作界面,基于EPICS软件系统,开发完成了双狭缝电机运动控制和PXI板卡的数据采集的发射度测量系统。采用LabVIEW软件的DSC模块实现对束流流强的PV变量发布;基于StreamDevice开发了电机运动控制IOC程序。整套系统运行稳定可靠、使用方便,满足离子源束流发射度的测量要求。     

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.     

CSNS束流剖面测量系统前端模拟电路设计

剖面测量系统是强流质子加速器低能量直线段的关键束流诊断系统之一,开展束流剖面研究对直线加速器调试非常重要,其中前端模拟电路设计是该研究工作的核心内容。本文介绍了中国散裂中子源(CSNS)束流剖面测量系统前端模拟电路的功能设计、指标测试、工程应用。本前端模拟电路同样适用于CSNS的发射度测量,本电路已经在CSNS离子源发射度测试中使用,通过发射度测试、束流剖面测量证明了该电路完全满足了系统的要求。     

基于图像获取技术的发射度测量方法研究

介绍了HIRFL上利用荧光靶图像获取装置构成多孔屏束流发射度测量系统，对测量数据的处理、光斑面积、周长和束流发射度的计算方法做了重点介绍，该系统具有可靠性好、测量直观、界面友好等优点。     

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     

BEPCII直线加速器发射度丝靶测量及软件开发

丝靶探测器是一种可以精确测量束流截面尺寸的装置。近年来,BEPCII在注入器末端安装了一组丝靶探测器,用来测量直线加速器出口的束流发射度,改进优化了束流截面和发射度测量计算的方法,提高了数据处理速度。同时,根据BEPCII丝靶测量流程,开发了发射度测量计算软件,实现了束流尺寸和发射度的实时在线测量,进一步提高了发射度的测量速度,为BEPCII的注入优化提供了参考。     

强流离子束发射度仪研制

介绍了一台基于多缝单丝法的强流离子束发射度仪,讨论了缝丝法的测量原理及该发射度仪的系统构成和设计要点,给出了利用该发射度仪对中国原子能科学研究院ECR离子源发射度的测量结果.对于强流离子束,只能采用短缝对束流进行不完全采样以实现充分的冷却.由此引起的系统误差,可以通过模拟计算估计其修正值.     

Simulation studies on two-frequency RF gun

Photocathode RF gun is widely used for particle accelerators as an electron source.When driving an RF electron gun at the fundamental frequency and a higher harmonic frequency simultaneously with proper field ratio and relative phase,it generates electron beams of ultralow emittance and a linear longitudinal phase space distribution.Such a gun provides high quality electron beam with low energy spread,small traverse emittance and high brightness.In this paper,the RF design of a 1.5 cell cavity is presented.Simulation results of beam dynamics for the two-frequency gun and a standard single-frequency RF gun are also shown in this paper.In addition,bunch compression with a two-frequency gun is explored.     

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。     

加速器束流发射度测量

一、引言加速器束流发射度是束流本身的一个重要特性参量,它完整地描述了束流的径向性能。发射度的测量,为加速器输出束流的使用提供了确切的依据,特别是对于束流的传输来说,有效发射度及其σ矩阵是计算传输过程中束流包络所必不可少的初始条件。     

Thermo-mechanical studies for the slit in the emittance measurements

A double-slit type monitor will be used in the emittance measurements at the exit of the first tank of the drift tube linac in the China Spallation Neutron Source where the H^? ion energy is 21.67 MeV. The rapid energy deposition in the first slit may generate a rapid temperature rise and high thermal stress, which may damage the slit plate. This article presents detailed thermo-mechanical studies for the slit by Monte Carlo program and finite element analysis. The existence of Bragg peak of the stopping power introduces a thermal spike and stress peak in the slit plate, and both the peak values reach a quasi-steady-state after several beam pulses, moreover, they show different variation trends with changing the beam repetition rate and pulse width. The equilibrium peak temperature and stress are about 1605 K and 78 MPa, respectively, at beam pulse width of 100 μs and repetition rate of 5 Hz when the beam centered at the edge of slit, which does not exceed the corresponding threshold value of graphite, however, high cycling stress may bring about fatigue damage, so the beam parameters should be selected at suitable values according to the demands of actual measurements.     

尼尔逊离子源重离子束流的发射度

尼尔逊离子源已广泛地应用于重离子加速器、同位素分离器及研究用离子注入机。用于C-600离子注入机的尼尔逊离子源,目前已获得达100μA的三十余种重离子束,其中有近二十种固体元素。     

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。     

脉冲高频加速器束流动力学计算

用增补后的Parmela程序模拟了脉冲高频加速器中粒子的三维运动,给出了粒子在各相平面上的发射度大小和图示,同时简述了谐振腔的载束性能,并讨论了螺线管里束流横向发射度的变化。