SFC轴向注入线上的线性聚束器

ＳＦＣ轴向注入线采用了一个双间隙漂移管式聚束器和一个单间隙栅网型聚束器，分别采用三角波和锯齿波的聚束波形。采用充放电式的高频电压发生器可以得到要求的聚束电压。     

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。     

双漂移谐波聚束器的物理设计

为了满足北京放射性核束装置计划中超导直线助能器对ＨＩ－１３串列加速器束流脉冲化系统的要求，同时兼顾目前快中子飞行时间测量实验的需要，进行了双漂移谐波聚束器的物理设计。聚束器基频为６ＭＨｚ，可以对质子、氘直至铯等所有离子束进行脉冲聚束，束流利用效率可达５０％—６０％，质子等轻离子脉冲束的脉冲时间宽度小于１ｎｓ。设计中分析了串列加速器束流传输系统中影响脉冲束流性能的各主要因素，通过束流纵向相空间的传输模拟计算，获得了满意的结果。     

重入腔预聚束器的研制

本文介绍了中间型重入腔预聚束器的设计公式、测量方法,并以BEPC预聚束器为例,给出了计算和测量结果。     

"预聚束器-斩波器"结构对慢正电子束流束团化的影响模拟

慢正电子湮没寿命谱测量是一种灵敏度高且可以无损探测材料微观缺陷的重要分析方法,束流束团化系统是实现该技术的核心部件,主要用来产生满足寿命测量时间分辨的束团并提供正电子产生的时间信号。本文选用Parmela程序,基于"预聚束器-斩波器"束团化系统,模拟计算了不同束流参数对150 ps(半高宽)束团化结果的影响并与"斩波器-预聚束器"束团化系统的计算结果做了对比,结果表明:提高束流能量、降低束流能散以及缩小束斑尺寸有利于提高束团化效率。数据显示:当束流能量≥500 eV、能散≤5 eV、束斑≤12 mm,"预聚束-斩波器"束团化系统的正电子利用率≥20%、聚束效率≥85%;且在相同束流参数下,"预聚束器-斩波器"束团化系统的正电子利用率要优于"斩波器-预聚束器"。     

SSRF直线加速器聚束器的研制

在SSRF(上海同步辐射装置)注入器的预制研究中，等梯度行波聚束器是一个重点。本文描述了SSRF直线加速器聚束器的设计、加工以及测试结果。     

注入聚束腔的离子束的能量分散对直线加速器输出束流波形的影响

一、理论分析众所周知,在质子直线加速器前常用聚束腔来提高加速器的捕获效率。从聚束腔至加速器入口有一段聚束漂移空间,如图1所示。     

FPGA实现次谐波聚束器的幅相控制

为满足上海光源Top-up运行模式的需要,保证光源直线加速器提供稳定的、高品质的束流,研制了次谐波聚束器的低电平控制系统。以可编程逻辑门阵列(FPGA)为基础,利用上下变频、IQ调制解调技术实现了次谐波聚束器幅度和相位的反馈控制。介绍了数字化技术的原理及上层应用程序的开发,并进行桌面测试,实现了幅度控制精度1%、相位控制精度1的技术指标。     

低能强流氘束脉冲系统研制

为在靶上形成重复频率为4 MHz、脉冲半高宽为2 ns、平均流强为60 μA、能量为1~100 keV的氘束脉冲束,研制了1台低能氘束的脉冲化系统.系统设计中考虑了空间电荷效应,对脉冲化系统进行束流光学计算,得到了最合理的布局.通过对单漂移聚束器和切割器的计算,获得了最佳参数.针对运行于40 kV的高压平台上的特点,设计了分布式自动控制系统.设备就位后,进行了安装与调试,各设备正常运行并达到设计指标,控制系统能够方便、可靠地控制并检测高压平台上所有设备的运行情况.     

Nuclear Physics Unusual Signature Inversion at Low Spins in N=99 Rare Earth Nuclei

用来对粒子进行纵向调制的聚束器是束流脉冲化的主要光学元件，它的作用是将特定相宽的束流在时间上压缩成一短的窄脉冲。连续束段中的带电粒子在聚束器的调制作用下经一段距离的飞行后，形成很窄的脉冲，这个脉冲宽度必须小于回旋加速器中高频的接收相宽，从而使压缩后的脉冲束全部被回旋加速器高频系统捕获。由于粒子束在聚束器的作用下，     

SFEL高亮度注入器的设计和粒子动力学特性

使用国际通用程序ＥＴＰ，ＰＡＲＭＥＬＡ和自编程序ＰＬＳ－ＩＭ－６０等对高亮度注入器作了详细的优化设计和粒子动力学数值模拟，注入器出口的电子束品质的主要参数为：能量３．５ＭｅＶ，能散２％（６２％电子）微脉冲束团相宽～４ｐｓ（６２％电子）在第一根加速管出口的电子品质的主要参数为：能量３３ＭｅＶ，能散０．３％（６２％电子）微脉冲峰值电流～８０Ａ，束团相宽３ｐｓ（６２％电子）束归一化发射度２０－３０πｍｍ     

驻波电子直线加速器中的RF相位聚焦

分析了驻波电子直线加速器中电子受ＲＦ场的横向作用与其所处相位的关系,探讨了驻波直线加速器中的ＲＦ相位聚焦以及不对称场幅值分布对粒子横向动力学的影响,并给出利用相位聚焦和不对称场幅值分布技术设计的两只加速管实例。     

The Unilac Ion Source and Injection System

The design of the UNILAC injector was particularly governed by aspects of maintenance and reliable performance. Thus an open air 254 kV high gradient single gap acceleration was chosen for Uranium 11+ particles, corresponding to an injection energy of 11.7 keV/amu and a charge-to-mass ratio of 0.046. This allows fast ion source changes because only a short time for tube conditioning is required and takes into account the lifetime of present sources for multiply-charged heavy ions. Two independent Faraday-rooms, symmetrically arranged to the axis of the main accelerator, are housing each a 300 kV oil-insulated Cockcroft-Walton generator, a duoplasmatron and a Penning source with the associated equipment. Hereby a fast switch over to the stand-by source in case of an ion source failure is provided. Magnetic quadrupole lenses focus and match the beam through a magnetic deflection system, a 50 Hz chopper and a double drift buncher into the linac.     

200keV直流/脉冲中子发生器束流输运模拟计算

计算机模拟计算在各种类型加速器的设计中起着很重要的作用。例如,计算机模拟很快就可以确定加速器各部件的最佳工作参数和所需要的光学条件,使一台加速器复杂的束流输运系统设计变成简单的工作。TRANSPORT程序是当今世界上关于束流输运计算的最优秀程序之一。但是,该程序不能进行静电加速器离子光学系统的计算,也不能作直线加速器的粒子动力学计算。为此从北京大学引进了LEADS程序,它不仅具有TRANSPORT程序的优点,还克服了其不足。对含有聚束(脉冲束流)系统的加速器粒子动力学进行模拟是LEADS程序的新特色。实验中用LEADS程序模拟了200keV直流/脉冲中子发生器束流输运过程,得到了横向相图、纵向相图和束包络图。还用LMOV程序计算和验证了聚束系统,束流脉冲波形图和实验结果比较接近。     

北大4.5MV静电加速器束流脉冲化系统

４．５ＭＶ静电加速器是北大设计和建造的单级静电加速器。为了能够利用飞行时间法进行中子能量测量，需要把连续束变成短脉冲束。为此，在该器上配置了束流脉冲化系统。文章主要介绍４．５ＭＶ静电加速器束流脉冲化系统所采用的９ＭＨｚ射频聚束器和１．５ＭＨｚ射频切割器及有关的电子学线路、粒子纵向运动的模拟、对横向聚焦的要求。实验结果表明，可以获得的脉冲宽度为１．８ｎｓ。     

Characterization of heat transport dynamics in laser-produced plasmas using collective Thomson scattering: Simulation and proposed experiment

We propose an experiment in which the collective Thomson scattering lineshape obtained from ion acoustic waves is used to infer the spatial structure of local heat transport parameters and collisionality in a laser-produced plasma. The peak-height asymmetry in the ion acoustic wave spectrum will be used in conjunction with a recently developed model describing the effects of collisional and Landau damping contributions on the low-frequency electron density fluctuation spectrum to extract the relative electron drift velocity. This drift arises from temperature gradients in the plasma. The local heat flux, which is proportional to the drift, can then be estimated, and the electron thermal conductivity will be inferred from the relationship between the calculated heat flux and the experimentally determined temperature gradient. Damping of the entropy wave component at zero mode frequency is shown to be an estimate of the ion thermal conductivity, and its visibility is a direct measure of the ion-ion mean free path. We also propose to measure thermal transport parameters under dynamic conditions in which the plasma is heated impulsively by a laser beam on a fast (50 ps) time scale. This technique will enable us to study heat transport in the presence of the large temperature gradients that are generated by this local heating mechanism. Deviations of the inferred local thermal conductivity from its Spitzer-Härm value can be used to study the transition to a nonlocal heat transport regime. We have constructed a simple numerical model of this proposed experiment and present the results of a simulation.This work was performed under the auspices of the U.S. Department of Energy by Sandia National Laboratories under Contract DE-AC04-94AL85000 and by Lawrence Livermore National Laboratory under Contract W-7405-ENG-48.     

Improved Flash X-Ray Simulation Using the Grad-B Interaction

A new concept for improving the simulation capabilities of flash x-ray sources has been analyzed. The method makes use of adiabatic, single-particle drift in externally applied azimuthal magnetic fields in order to focus, reflex, and stagnate a relativistic electron beam at a converter foil. It yields higher extraction efficiencies and softer spectra than those obtained from more conventional schemes. Power deposition in standard dosimetry is enhanced by factors of 2 to 3. Additional enhancement of time-dependent effects may be achieved through bunching.     

571.2 MHz次谐波聚束腔结构的物理设计

文章给出了北京正负电子对撞机二期工程(BEPCⅡ)未来预注入器中571.2 MHz次谐波聚束腔结构的物理设计步骤和方法。分别使用二维有限差分法分析软件Superfish和三维有限积分法分析软件MAFIA对优化后的聚束腔结构进行了计算,得到了比较一致的结果。另外,对Superfish和MAFIA在设计聚束腔结构上的优缺点进行了比较。