NSRL电子储存环束流损失过程的Monte—Carlo计算

高能电子和物质相互作用是一个级联簇射（shower)物理过程,NSRL电子储存环（HLS）束流损失监测系统利用这一原理,通过探测束流损失电子在储存环真空室外表面产生的shower电子,给出束流损失的有关信息,本文利用Monte-Carlo方法,采用EGS4软件包,对束流损失电子与真空室壁相互作用的过程进行模拟,给出了真空室外表面shower电子的分布特点：（1）shower电子在真空室外表面是前冲性很强的粒子;（2）在垂直方向的分布是比较窄的对称分布,对束流损失探测器的安装有一定的要求;（3）打在真空室内侧壁上的电子及其产生的shower电子有机会反射到外侧壁,并进一步发生shower过程,但其影响会低两个量级以上;（4）shower电子在真空室外表面上的分布,外侧峰位要比内侧峰位位置在束流方向上后移。     

合肥国家同步辐射实验室电子储存环束流损失监测系统中的几个物理问题

电子储存环中损失的束流电子，在撞击真空室壁时，引起“电子-γ-电子”簇射，在撞击点的下游，真空室的外表面形成次级电子（shower电子）的分布。通过探测这些shower电子，可以知道上游某处的束流损失状况。“合肥国家同步辐射实验室加速器二期工程”中的电子储存环束流损失监测系统，就是利用这个原理。在分析了原有加速器束流损失监测系统的缺陷并对国际上各大型加速器进行了调研的基础上，对该系统中的探测器选型、探测器安装位置的选择以及系统的整体结构等物理问题作了阐述。     

HLS-Ⅱ储存环束流清洗状况

描述了一种基于关系数据库的电子储存环束流清洗状况的分析方法,结合HLS-II(Hefei Light Source II)历史数据库讨论了储存环束流寿命、束流流强和真空压强等数据的选取条件,采用MATLAB编写了数据处理和分析程序,对HLS-II自2014年调试以来的大量历史数据进行了分析。HLS-II储存环在2014年11月因更换陶瓷真空室而暴露大气,因而束流清洗过程分为两个阶段。数据分析结果表明,第二阶段的束流清洗效果较第一阶段更加明显,且积分流强达到80 A·h后动态真空度达到了设计要求。此分析方法处理快捷,自动化程度高,可帮助研究人员快速掌握储存环的束流清洗状况。     

北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)束流注入区辐射场研究

北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)正负电子束流注入阶段的束流损失,影响储存环束流注入区及防护区辐射场。本文利用束流损失监测系统(BLM系统)分析了束流注入阶段注入区束流损失的位置和束流损失率,并结合FLUKA软件模拟计算对撞实验模式下束流注入阶段注入区的辐射场。结果表明:注入阶段注入区及其下游束流损失明显;辐射场内粒子能谱情况是中子为宽能谱且各向同性,切割磁铁 (铁靶)出射蒸发谱峰窄,峰值约为0.9 MeV,直接发射谱不显著;真空管(铝靶)出射蒸发谱峰宽且直接发射谱显著,峰值分别为4 MeV和20 MeV;光子能谱峰窄且前向性明显,能量在5 MeV以下分布集中;中子与光子剂量率水平相当;注入阶段比非注入阶段剂量率高约2个数量级;对撞实验模式下,实验测量整个运行阶段储存环光子剂量率平均水平约为1 000 μSv/h,中子剂量率比光子剂量率低1个数量级。     

上海光源储存环束流轨道联锁系统升级

针对上海光源机器故障分析的需求,对原有储存环束流轨道联锁系统进行升级,实现对储存环束流位置测量系统中140台束流位置监测器(Beam Position Monitor,BPM)电子学输出的联锁信号进行标记,同时锁存丟束过程中所有BPM电子学中的逐圈轨道数据。联锁信号的处理与锁存触发信号的输出在FPGA(Field Programmable Gate Array)内完成。该系统集成至储存环的物理实验与工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)控制系统之中。束流检测实验表明,该系统能够准确区分不同BPM电子学输出的联锁信号,同时锁存丟束时逐圈轨道数据,并通过该系统观测到了储存环束流丢失过程中的逐圈轨道变化。     

BEPCⅡ束损系统研究

为更好掌握储存环中的束流状态,在北京正负电子对撞机二期工程的储存环上建立了以二极管为探测器的束流损失探测系统。用蒙特卡罗软件对损失束流产生簇射电子的分布情况进行了模拟,为安装束损探测器位置提供了依据。搭建了包括探头、数据获取系统、数据传输系统在内的束损系统。对束损过程进行了详细的分析与描述。对北京正负电子对撞机多年的束损数据进行了整理分析,对其在丢束诊断、束流寿命研究等多个方面应用情况进行了总结。数据显示建立的束损系统工作状态稳定,是优化机器参数、改善束流寿命、分析丢束过程的有力工具。     

HLS脉冲八极磁铁注入方案设计与研究

脉冲多极磁铁注入方法是近年来储存环上新兴的一种束流注入方案,具有注入元件少和对储存束流扰动小等优点。本文研究了在合肥光源(Hefei Light Source,HLS)上储存环采用单块脉冲八极磁铁实现束流注入的设计方案。通过物理过程推导和计算,在储存环上选择合适的八极磁铁的安装位置,初步确定相应的磁铁参数。对注入过程进行跟踪模拟,结果验证了注入束流的存活效率较高,对于储存束流的扰动比脉冲四极磁铁和脉冲六极磁铁注入方法更小,证明了在HLS上采用单块脉冲八极磁铁完成注入过程是可行的。     

上海光源储存环真空数据检索系统

本文介绍一种基于Web的上海光源(SSRF)储存环真空数据库检索系统的设计与实现。该系统建立基于实验物理和工业控制系统(EPICS)真空数据的采集系统,用Channel Archiver存储真空规的压强读数、动态真空度、束流流强及束流寿命等数据到历史数据库中,可从不同联网计算机检索数据,建立一个合理有效的SSRF储存环真空数据共享平台,为设备和科研人员提供一个可用可靠的数据来源。     

数字束流位置处理器在合肥光源束流诊断中的应用

数字束流位置处理器Libera可直接用于测量宽带束流位置信号,在束流参数测量与诊断中得到广泛应用。本工作利用Libera在合肥光源储存环上完成了工作点、相空间和横向振荡阻尼时间常数等的测量,并给出测量结果。     

合肥光源超导扭摆磁铁模式下线性光学参数补偿

合肥光源是1台专用真空紫外光源，为拓展同步辐射用户可用光范围，在储存环上安装了1台6T的超导扭摆磁铁。超导扭摆磁铁给储存环光学参数带来很大扰动，造成工作点漂移和β函数畸变。最初，在补偿工作点漂移后，成功地存储了束流并产生了硬X射线，但该运行模式下束流寿命短，严重影响其它实验线站的实验工作。在合肥光源二期工程中，重新进行了超导扭摆磁铁补偿计算，在不改变目前储存环磁铁和电源的基础上，同时补偿工作点漂移和β函数畸变，大幅度地改善了束流寿命。