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空间电荷效应对低能超导直线加速器束流品质的影响
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作者 万鑫淼 任志强 +5 位作者 廖文龙 骆小宝 常轩恺 朱彦东 陶德强 李智慧 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第2期178-190,共13页
通过理论建模与数值模拟相结合,系统探究了在低能超导质子直线加速器内,加速过程中聚焦参数动态演化对空间电荷主导型包络不稳定性的影响机制,揭示了低能段双周期聚焦结构与束晕产生的内在关联。基于Vlasov-Poisson方程二阶偶模展开,构... 通过理论建模与数值模拟相结合,系统探究了在低能超导质子直线加速器内,加速过程中聚焦参数动态演化对空间电荷主导型包络不稳定性的影响机制,揭示了低能段双周期聚焦结构与束晕产生的内在关联。基于Vlasov-Poisson方程二阶偶模展开,构建了理论模型,设计零流强周期相移(σ_(0))局部突破90°的多种演化方案,全面探究了不同聚焦方案下,局部突破90°对束流品质的影响,并用多粒子模拟软件对低能、归一化均方根发射度0.2~0.4π·mm·mrad的质子束进行了多粒子模拟验证;针对双周期聚焦结构特征,设计了相应的聚焦结构与束流匹配方案,通过粒子-束核模型对比分析了准周期与双周期结构的束晕形成机制差异,定量分析了纵向包络对横向束晕的耦合作用。研究结果表明,当空间电荷效应较弱(对应于较高的调谐因子η,η=带电流周期相移σ/零流强周期相移σ_(0))时,σ_(0)可突破90°而不导致束流品质恶化;反之,当空间电荷效应较强(低η值)时,σ_(0)的突破会激发共振并导致束流发射度显著增长,且这一效应在双组合四极透镜聚焦结构中尤为显著。二维/三维模型均证实,即便每个聚焦单元的σ_(0)<90°,双周期结构仍会引发束流包络的不稳定性。二维模型研究结果显示,相较于准周期结构,双周期结构更易产生束晕现象,其中2∶1共振仍是束晕形成的主要原因。采用三维模型进一步研究纵向因素的影响时发现,三维束团纵向尺寸的变化会显著改变束核电荷密度分布,这一现象成为束晕形成的新机制。此外,高阶共振也在很大程度上促进了束晕的形成。研究还揭示了小周期结构数(N)与共振概率呈负相关关系。 展开更多
关键词 低能超导直线加速器 空间电荷效应 双周期结构 束流品质 包络稳定性 粒子-束核模型 束晕
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强流加速器中束晕—混沌的小波函数控制研究 被引量:13
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作者 高远 翁甲强 +1 位作者 罗晓曙 方锦清 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2001年第1期7-12,共6页
研究了用小波函数构造非线性反馈控制器进行控制强离子加速器中的束晕—混沌的方法 .数值模拟结果表明 ,这种由特殊函数构造的控制器具有很好的控制束晕—混沌能力 ,只要调节适当的控制参数就能够对 4种初始分布不同的离子束进行较理想... 研究了用小波函数构造非线性反馈控制器进行控制强离子加速器中的束晕—混沌的方法 .数值模拟结果表明 ,这种由特殊函数构造的控制器具有很好的控制束晕—混沌能力 ,只要调节适当的控制参数就能够对 4种初始分布不同的离子束进行较理想的控制 . 展开更多
关键词 强流离子束 束晕-混沌 小波函数控制器 统计平均量 强流加速器 非线性反馈控制
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CSNS/RCS粒子散射束流损失研究 被引量:6
3
作者 黄明阳 王娜 +2 位作者 邱静 王生 黄楠 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第B09期530-533,共4页
在中国散裂中子源快循环同步加速器(CSNS/RCS)中,质子束流在加速过程中会与一些器件(如剥离膜、准直器、散射引出膜等)相互作用,产生粒子散射并导致束流损失。本工作首先利用ORBIT模拟RCS束流注入过程,并用FLUKA模拟注入束流穿过剥离膜... 在中国散裂中子源快循环同步加速器(CSNS/RCS)中,质子束流在加速过程中会与一些器件(如剥离膜、准直器、散射引出膜等)相互作用,产生粒子散射并导致束流损失。本工作首先利用ORBIT模拟RCS束流注入过程,并用FLUKA模拟注入束流穿过剥离膜的粒子散射过程,计算剥离膜散射所造成的束流损失。其次,模拟质子束流与准直器相互作用的粒子散射,计算质子束流与不同尺寸的次级准直器相互作用的吸收效率,作为对次级准直器优化的依据。最后,研究CSNS/RCS膜散射引出方案,利用FLUKA对不同引出方案进行模拟并比较,得到最佳的可行性方案。 展开更多
关键词 中国散裂中子源 剥离膜 准直器 膜散射引出 FLUKA ORBIT
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带电粒子束在真空中传输时的扩散研究 被引量:5
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作者 戴宏毅 肖亚斌 +1 位作者 王同权 张树发 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期6-10,共5页
根据相对论力学对带电粒子束在其自生场作用下通过外层空间的真空中传输时束的扩散进行了研究。提出了一种计算粒子束径向半径扩散的方法 ;计算并讨论了粒子束类型、能量、流强和出口初始半径等各种因素对束扩散的影响 ;得出了尽可能减... 根据相对论力学对带电粒子束在其自生场作用下通过外层空间的真空中传输时束的扩散进行了研究。提出了一种计算粒子束径向半径扩散的方法 ;计算并讨论了粒子束类型、能量、流强和出口初始半径等各种因素对束扩散的影响 ;得出了尽可能减少粒子束扩散的束参数。所得结果同现有公布的数据相符合。 展开更多
关键词 带电粒子束 传输 真空 扩散 自生场 相对论力学 加速器 军事兵器
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直线感应加速器束包络数值计算模型 被引量:4
5
作者 李献文 王文斗 +3 位作者 代志勇 冯莉 王强 李平 《计算物理》 CSCD 北大核心 2004年第5期467-470,共4页
 给出的直线感应加速器束输运的计算模型,能够计算束流从注入器经加速器直到最后聚焦的束包络.利用该编码可以方便地研究各种磁场位形及隙压参数对束流输运的影响.作为算例,给出了束流为3kA在长达40余米直线感应加速器的多种磁场位形...  给出的直线感应加速器束输运的计算模型,能够计算束流从注入器经加速器直到最后聚焦的束包络.利用该编码可以方便地研究各种磁场位形及隙压参数对束流输运的影响.作为算例,给出了束流为3kA在长达40余米直线感应加速器的多种磁场位形下的束包络. 展开更多
关键词 直线感应加速器 注入器 束流输运 磁场位形 聚焦 包络 数值计算模型 算例 参数 编码
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新型储存环束流损失监测系统 被引量:5
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作者 李裕熊 李珏忻 +1 位作者 李为民 崔永刚 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期500-504,共5页
研制了新型的BLM监测系统,用于判断储存环束流损失发生的位置,以便采取措施延长束流寿命,提高机器性能指标.在进行加速器物理计算和蒙特卡罗计算后,因为簇射电子带有最强的位置信息而被确定为探测对象.该系统据此选用了对簇射电子灵敏的... 研制了新型的BLM监测系统,用于判断储存环束流损失发生的位置,以便采取措施延长束流寿命,提高机器性能指标.在进行加速器物理计算和蒙特卡罗计算后,因为簇射电子带有最强的位置信息而被确定为探测对象.该系统据此选用了对簇射电子灵敏的BLM探测器,并研制了基于CAN总线网络形式的数据采集系统;实现了对储存环束流损失的实时连续监测.连续运行多年的结果表明,该系统在分析束流损失原因和调整储存环运行参数等方面起到很好的作用. 展开更多
关键词 储存环 束流损失 簇射电子 BLM监测系统
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兰州冷却储存环上可开展的强子物理研究 被引量:5
7
作者 李希国 徐瑚珊 +1 位作者 肖国青 刘新宇 《原子核物理评论》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期243-247,共5页
介绍了当前强子物理的研究现状和兰州冷却储存环的能量特点,以及国内强子物理专家的分析和建议。在兰州冷却储存环上,可利用中能轻离子束核反应产生强子激发态研究强子内部夸克态的结构和性质、强子性质随核环境的变化和手征对称破缺与... 介绍了当前强子物理的研究现状和兰州冷却储存环的能量特点,以及国内强子物理专家的分析和建议。在兰州冷却储存环上,可利用中能轻离子束核反应产生强子激发态研究强子内部夸克态的结构和性质、强子性质随核环境的变化和手征对称破缺与部分恢复。尤其是通过兰州冷却储存环上限能区附近的p+p反应,研究奇异夸克的不对称性和形状因子,寻找超子激发态和pentaquark的实验证据,发现双重子态的实验事例。 展开更多
关键词 冷却储存环 强子激发谱 多夸克态 奇异夸克
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直线感应加速器中聚束磁场的数值计算方法 被引量:4
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作者 杨长鸿 蒙林 +2 位作者 张开志 章文卫 刘大刚 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1331-1334,共4页
为了准确模拟出直线感应加速器中聚束磁场的值,首先利用单积分法计算出理想情况下的聚束磁场的值,再进一步用磁路分析的方法考虑直线感应加速器的加速腔中匀场环对聚束磁场的影响,然后推导出一组偏离角度与磁场分量相关的公式。将最终... 为了准确模拟出直线感应加速器中聚束磁场的值,首先利用单积分法计算出理想情况下的聚束磁场的值,再进一步用磁路分析的方法考虑直线感应加速器的加速腔中匀场环对聚束磁场的影响,然后推导出一组偏离角度与磁场分量相关的公式。将最终得到的聚束磁场分量与直线感应加速器模型结合起来,采用粒子模拟的方法来模拟电子束在加速段中的输运过程,并对结果加以分析。 展开更多
关键词 直线感应加速器 磁轴偏离 匀场环 聚束磁场
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300keV,30mA氘粒子加速器 被引量:3
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作者 苏桐龄 孙别和 +10 位作者 杨保太 朴禹伯 水永清 陈克凡 王学智 杨成 牛占岐 刘延统 潘民生 洪忠悌 陈勤 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第1期7-12,共6页
这是一台低能强流加速器。调试结果:靶上获得能量300keV,流强30mA的连续氘束流;束斑直径小于2cm。通过(d,T)反应中子产额达到3×10^(12)n/s。该器采用双等离子体离子源,双间隙高梯度加速管,由频率为2.5kHz的可控硅中频逆变器供电的... 这是一台低能强流加速器。调试结果:靶上获得能量300keV,流强30mA的连续氘束流;束斑直径小于2cm。通过(d,T)反应中子产额达到3×10^(12)n/s。该器采用双等离子体离子源,双间隙高梯度加速管,由频率为2.5kHz的可控硅中频逆变器供电的对称型四级倍压稳压电源,直径20cm和转速1100r/min的高速旋转氚钛靶等。 展开更多
关键词 粒子 加速器 中子发生器
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强流加速器束晕控制中填充因子对束粒子密度的影响 被引量:4
10
作者 白龙 翁甲强 成丽春 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2004年第1期10-13,共4页
运用PIC多粒子模拟程序,采用延迟反馈控制法,研究了离子束在运行过程中粒子分布情况.通过分析比较,得到了对束晕进行有效控制后的粒子分布规律,为强流加速器的应用提供了有用的参考.
关键词 强流加速器 束晕控制 填充因子 粒子密度 混沌 延迟反馈控制法
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真空相移对束晕-混沌控制影响的一些研究 被引量:2
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作者 廖高华 翁甲强 +1 位作者 成丽春 方锦清 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2004年第1期6-9,共4页
运用PIC多粒子模拟程序及延迟反馈控制器,通过数值模拟,研究了K-V分布束束晕-混沌控制中真空相移对束晕-混沌的影响,得到了控制效果最好的真空相移的范围,为强流加速器工程实现提供了有用的参考.
关键词 真空相移 束晕-混沌控制 PIC 延迟反馈控制器 强流离子束 加速器
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NFZ-10辐照用电子直线加速器束流性能测试 被引量:1
12
作者 高澎 杭德生 +2 位作者 赵明华 肖林 丁小平 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期109-115,共7页
 辐照加工是一种新兴的高技术加工方法,广泛应用于改善材料性能、生成新材料、消毒灭菌、食品保鲜等领域,其应用前景十分诱人.介绍了NFZ_10辐照用电子直线加速器的主要束流性能指标和这些指标的测试方法及测量结果.结果表明,主要束流...  辐照加工是一种新兴的高技术加工方法,广泛应用于改善材料性能、生成新材料、消毒灭菌、食品保鲜等领域,其应用前景十分诱人.介绍了NFZ_10辐照用电子直线加速器的主要束流性能指标和这些指标的测试方法及测量结果.结果表明,主要束流性能指标均达到和超过设计指标要求,优于国家行业标准指标要求.其中:能量不稳定度≤±1.8%,优于设计指标≤±3%;束流不稳定度≤±0.9%,优于设计指标≤±5%;扫描不均匀度≤±3.2%,优于设计指标≤±5%的要求. 展开更多
关键词 电子加速器 束流 性能测试 辐照
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北京大学光阴极注入器3+1/2超导腔机械性能 被引量:1
13
作者 朱凤 全胜文 +1 位作者 徐文灿 赵夔 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1361-1364,共4页
介绍了北京大学光阴极注入器的核心部件3+1/2超导腔的机械性能的设计,通过ANSYS和SUPERFISH程序优化加强筋的个数和位置,解决了超导腔在脉冲条件下由于洛仑兹力引起的超导腔失谐以及当超导腔进行低温调谐时场平滑度变化过大的问题,同时... 介绍了北京大学光阴极注入器的核心部件3+1/2超导腔的机械性能的设计,通过ANSYS和SUPERFISH程序优化加强筋的个数和位置,解决了超导腔在脉冲条件下由于洛仑兹力引起的超导腔失谐以及当超导腔进行低温调谐时场平滑度变化过大的问题,同时针对复杂超导腔结构进行了低温调谐结构的设计。 展开更多
关键词 超导腔 光阴极注入器 洛仑兹力失谐 调谐结构
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北京大学DC-SC光阴极注入器的升级设计 被引量:1
14
作者 朱凤 全胜文 +1 位作者 焦飞 赵夔 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期653-656,共4页
基于直流电子枪-超导加速腔(DC-SC)光阴极注入器样机的初步实验结果,北京大学提出了新的注入器的改进设计。新注入器核心结构包括皮尔斯枪和3+1/2超导腔。文章给出了它们的详细结构参数,然后采用程序,对注入器的束流动力学进行了模拟。... 基于直流电子枪-超导加速腔(DC-SC)光阴极注入器样机的初步实验结果,北京大学提出了新的注入器的改进设计。新注入器核心结构包括皮尔斯枪和3+1/2超导腔。文章给出了它们的详细结构参数,然后采用程序,对注入器的束流动力学进行了模拟。结果发现:新注入器可以提供具有高束流品质、高平均流强的电子束,束团的电荷量100 pC,横向发射度低于2 mm.mrad,脉宽5 ps,rms束斑可达0.5 mm,重复频率81.25 MHz;也可以提供电荷量为300 pC低重复频率的高峰值流强的电子束,其横向发射度小于3 mm.mrad,脉宽约为9 ps,以满足北京大学自由电子激光(PKU-FEL)实验平台的要求。 展开更多
关键词 超导加速腔 注入器 发射度 自由电子激光
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中国散裂中子源加速器束流引出调试和束损优化 被引量:1
15
作者 黄明阳 许守彦 +1 位作者 齐欣 王生 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期48-55,共8页
引出系统是中国散裂中子源快循环同步加速器的核心组成部分,对束流精确打靶和加速器稳定运行具有重要意义。首先,详细介绍了快循环同步加速器的引出系统和束流引出方案,重点介绍了一些引出系统相关的关键技术。其次,对引出束流调试进行... 引出系统是中国散裂中子源快循环同步加速器的核心组成部分,对束流精确打靶和加速器稳定运行具有重要意义。首先,详细介绍了快循环同步加速器的引出系统和束流引出方案,重点介绍了一些引出系统相关的关键技术。其次,对引出束流调试进行深入研究,包括纵向束流调试、横向束流调试、引出束流分布优化等,其中纵向束流调试主要针对8个引出Kicker定时进行精确标定,横向束流调试主要指Lambertson型磁铁、8个Kicker磁铁、高能输运线模式的匹配设置。最后,对引出束流束损进行深入研究和针对性优化,探索引出束流损失的各种来源,对Lambertson型磁铁漏场、引出束团长度、Kicker波形平顶、Kicker波形变化进行深入研究并对一些新的测量方法进行详细论述。同时,对Lambertson型磁铁入口产生超大辐射热点的现象进行深入研究,寻找其产生大量束流损失的根源,并提出最终解决方案,降低引出束流损失和辐射剂量,使其满足加速器运行要求。 展开更多
关键词 散裂中子源 束流引出 束流调试 束流损失 辐射剂量
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微型永磁体冷阴极潘宁源的性能及应用 被引量:3
16
作者 彭友贵 叶明生 +2 位作者 傅强 孟宪权 邱进军 《武汉大学学报(自然科学版)》 CSCD 1996年第5期617-620,共4页
一台用于材料改性和分析测试的离子加速器,为了提高离子束能量,新设计安装了微型永磁体冷阴极潘宁离子源。
关键词 离子加速器 潘宁离子源 辐照效应 永磁体 冷阴极
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HL-1M装置撕裂模不稳定性的相位比对法研究 被引量:1
17
作者 赵开君 严龙文 杨青巍 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期285-290,共6页
采用相位比对法模拟分析了HL 1M装置的磁扰动模式,模拟结果同预期的一致。在具有撕裂模不稳定性的典型放电中,探测到独立模m=2、3、4,耦合模m=2、3,并与用空间傅立叶分析方法得到的扰动模式的分析结果进行了比较。讨论了这些方法在实验... 采用相位比对法模拟分析了HL 1M装置的磁扰动模式,模拟结果同预期的一致。在具有撕裂模不稳定性的典型放电中,探测到独立模m=2、3、4,耦合模m=2、3,并与用空间傅立叶分析方法得到的扰动模式的分析结果进行了比较。讨论了这些方法在实验分析中的可行性和有效性。 展开更多
关键词 HL-1M装置 不稳定性 扰动 傅立叶分析方法 相位 撕裂 实验分析 比对法 模拟分析
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HL-1M装置电子回旋加热过程中的超热电子测量 被引量:1
18
作者 杨进蔚 张炜 曾庆希 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期7-10,共4页
在HL 1M托卡马克上进行的电子回旋共振加热实验表明,在低等离子体密度加热过程中,产生大量的超热电子。由Si(Li)和碘化汞(HgI2)半导体探测器阵列测量到的软X射线和中能(15~150keV)X射线能谱,得到超热电子的温度在30~60keV范围内。中能... 在HL 1M托卡马克上进行的电子回旋共振加热实验表明,在低等离子体密度加热过程中,产生大量的超热电子。由Si(Li)和碘化汞(HgI2)半导体探测器阵列测量到的软X射线和中能(15~150keV)X射线能谱,得到超热电子的温度在30~60keV范围内。中能X射线辐射强度测量结果证实,等离子体对电子回旋波的吸收是定域性的。在超热电子对MHD的相互作用中,主要的m n=2 1模没有增强或抑制现象。 展开更多
关键词 HL-1M装置 高能物理实验 电子回旋共振加热 超热电子 碘化汞半导体探测器阵列 X射线辐射 撕裂模
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CAEP FEL-THz 2K氦低温系统建设及其试运行 被引量:1
19
作者 杨林德 王汉斌 +6 位作者 单李军 罗星 周奎 劳成龙 沈旭明 杨兴繁 黎明 《低温与超导》 CAS 北大核心 2017年第1期18-22,共5页
中国工程物理研究院高平均功率太赫兹大型科研装置(CAEP FEL-THz)采用1.3GHz超导加速器,低温系统为超导加速器提供2K低温环境。低温系统于2016年上半年顺利完成试运行,具备160L/h@4.5K的液氦生产能力和优于66W@2K的冷量能力,保障了超导... 中国工程物理研究院高平均功率太赫兹大型科研装置(CAEP FEL-THz)采用1.3GHz超导加速器,低温系统为超导加速器提供2K低温环境。低温系统于2016年上半年顺利完成试运行,具备160L/h@4.5K的液氦生产能力和优于66W@2K的冷量能力,保障了超导加速器正常稳定运行所必需的低温环境。据此,简要总结了2K氦低温系统的建设进展,并介绍了低温系统的试运行情况。 展开更多
关键词 低温系统 2K 建设 试运行
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一种用于加速器腔设计的自适应遗传算法 被引量:1
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作者 严小卫 樊明武 《应用科学学报》 CAS CSCD 1999年第1期8-12,共5页
提出一种用于加速器腔设计的遗传算法.该算法具有自适应性,即能根据基因的约束条件自动调整演化过程中的染色体。
关键词 加速器 设计 遗传算法 腔结构 自适应遗传算法
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