用于AMS的RFQ加速器能散问题研究

将 RFQ 作为加速器质谱系统(AMS)的加速器是AMS小型化的一条可能途径,减小 RFQ 加速器的输出束流能散是实现这一途径的关键.对 RFQ 加速器成形段部分对束流输出能散影响的分析表明,在减小调制系数、极间电压、同步相位,使各参数匹配的同时,适当地增大纵向聚焦力可显著降低 RFQ 输出束流能散.利用变参量 RFQ 动力学模拟程序 RFQDYN 进行模拟优化,得到输出束流能散为0.4%的 RFQ 加速器物理设计.     

强流离子束物理问题及其束晕-混沌的控制方法

强流离子束在国防和国民经济领域中有着极其重要的广泛的应用和发展前景。特别是强流加速器驱动的放射性洁净核能系统。比常规核电更安全、更干净、更便宜，成为20世纪90年代以来国内外该领域的研究热点。但是，处理强流束产生的复杂时空束晕-混沌现象已经成为强流离子束应用中的关键技术之一，需要有效地控制束晕才能确保强流离子束的许多重要应用。在此对强流离子束的主要用途、物理技术问题、宏观粒子模拟的基本方法，尤其是束晕-混沌的控制方法的研究进展，进行简要评述，并指出今后的研究方向。     

强流电子束产生与应用测量系统研究

以高功率微波为代表的强流电子束的产生和应用在高度信息化社会中展现出巨大的应用潜力和广阔的发展前景。强流电子束产生和应用实验中通过监测强流加速器的二极管电压和电流可以判断强流加速器的工作状态,而高功率微波器件的输出特性的好坏可以通过监测高功率微波的频率、功率及模式来判断,从而实现强流电子束的产生和应用。强流电子束的产生与应用测量系统研究教学不仅为学生掌握强流加速器和相对论器件的工作原理提供好的实践平台,同时为学生在物理电子学专业课程的学习提供更直观的认识和更深入的理解。     

强流加速器束晕控制中填充因子对束粒子密度的影响

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．     

激光加速器装置CLAPA-II的研究进展

粒子加速器作为核物理科学中的核心仪器设备,是衡量综合国力的一项重要标志.常规粒子加速器已经有了百年的发展史,目前挑战主要集中在高流强、低发射度、更高加速梯度等方面.新加速机制的提出与研究是粒子加速器技术的新兴研究方向.由于激光与等离子体作用不存在击穿问题,产生的加速电场梯度远高于常规加速器,具有可以更加经济地实现高能粒子加速的潜力,一旦达到工程应用标准,将大幅降低加速器的建造应用门槛.但由于激光加速技术发展时间较短,在实际投入工程应用中仍面临很大挑战.为了实现激光加速技术从实验到实际应用的转化,在国家科技部和北京市的支持下,北京大学在怀柔科学城开展了激光加速器装置CLAPA-II的研发与建造.本文主要介绍了CLAPA-II装置的主要组成,以及关键核心技术相关研究进展.     

一种冷却静电加速器磁铁线圈的方法——双回路循环冷却

一种冷却静电加速器磁铁线圈的方法──双回路循环冷却江忠友（原子核科学技术研究所）随着核技术研究的不断发展，要求加速器能提供多种带电离子束．我所的２．５ＭｅＶ质子静电加速器因只能加速３种轻离子，不能满足实验需要，为了增加离子束种类，特别是适用于加速质量...     

关于分离作用射频四极场(RFQ)加速结构的设想

RFQ加速器是一种体积小、束流强、性能优良、应用广泛的新型离子直线加速器,但随着加速能量的增高,它的加速效率逐步下降.分析了加速与聚焦作用之间相互制约引起的矛盾,提出了将加速与聚焦作用分离的"分离作用RFQ"(SFRFQ)的设想.对两种分离作用的加速结构进行了讨论,并通过初步的模拟计算与模型实验测量论证其可行性.它们都可提高能量增益,从而有效地提高加速能量的上限.     

抛物线型分布离子束的束晕-混沌小波间隔控制

用小波函数构造非线性反馈控制器对强流加速器中的束晕一混沌进行多周期间隔反馈控制，以控制初始条件遵从抛物线型分布的离子束为例进行模拟，结果表明，通过适当选择间隔的周期数和小波控制器的控制参数，能很有效地对束晕一混沌现象进行控制．研究结果可望为实用强流加速器的研制提供有价值的参考．关键词：小波函数控制器；多周期间隔；束晕一混沌；强流离子加速器     

以匹配半径外离子数为控制变量的束晕控制

实现了以强流加速器中离子束流匹配半径外的离子数为控制变量的束晕-混沌控制,并定性地讨论了新的控制变量与已往的控制变量相比所具有的优点．通过研究,提出了一个正弦函数形式的控制器．可以看出,该控制器对离子信息的探测量较少,与以往的控制器相比,更方便于应用．     

强流质子加速器束流匹配研究

为了使感生放射性降低到可以接受的水平,强流质子加速器必须减少柬流损失。不同加速段间的束流匹配是减少束流损失和发射度增长的关键之一。研究了一台常温加速结构不同段间的束流传输线的匹配设计问题。采用TRACE3-D软件以及其他多粒子模拟软件,研究了在不同匹配状态下的束流特性。结果表明,设计所采用的横向和纵向匹配手段,能够有效地控制束晕产生和束流发射度的增长。     

加速器及其应用进展

加速器是能将电子、质子、α粒子以及其它重离子等带电粒子加速到具有一定能量的装置.自本世纪20年代末30年代初第一台加速器问世以来,加速器技术及其应用取得了巨大的进展.高能加速器发展概况早期的加速器是顺应核物理基础理论研究的需要而研制的.为了探索原子核内部的奥秘,必须有一种能够把“核”打开的工具.利用加速器产生的“粒子炮弹”去轰击原子核,便可以闯进核的“大门”.随着对物质结构认识的深入,为了获取物质更深层次的基本粒子方面的信     

失匹配因子和调谐因子对强流离子束的影响

运用P IC多粒子模拟程序,采用延迟反馈控制法,对初始分布为K-V分布的强流离子束研究了其在加速器通道中运行时受失匹配因子和调谐衰减因子的影响程度。得到了失匹配因子某些取值范围可导致束晕无法控制,但对于各种取值,对径向密度分布均影响不大,以及调谐衰减因子对径向密度分布曲线的形状有明显的影响等结果。     

强流离子直线加速器中球形混沌与束晕的形成

强流离子直线加速器因其可作为次临界装置的驱动器，近来在放射性洁净核能系统等方面的应用中出现了一些新的动向，引起人们极大的关注，同时。这些新的应用对加速器低束损也提出了苛刻的要求，使得对粒子损失的主要来源之定的束晕问题的研究成为当前加速器物理研究中的热点，本文采用束核－试验粒子模型，通过在哈密顿动力学系统中同时求解ＫＶ包络方程和Ｈｉｌｌ方程，单向自洽地研究了空间电荷控制的束流的传输问题，借助Ｐｏｉｎ     

低能传输段空间电荷补偿效应

近些年来,随着基础科学和应用科学对强流加速器需求的日益增加,强流加速器得到了很大推广和发展.在强流加速器的低能段,空间电荷效应会导致束流发射度的增长,束流品质的变坏.这样的束流通常需要空间电荷补偿来控制空间电荷效应.空间电荷补偿是指束流可以通过吸收与束流电性相反的粒子从而减少束流空间电荷发散力的一种效应.北京大学自主开放了PIC-MCC空间电荷补偿模型,该模型被应用在H+和H-束流的空间电荷补偿模拟当中,且得到了与实验符合得比较好的结果.     

强流离子束的束包络方程与束包络计算——Ⅰ.强流离子束的束包络方程

在考虑了强流离子束自身空间电荷效应和束流初始特征(束流发射度)的情况下,本文给出了强流离子束在电磁场中运动的束包络方程.同时也给出了强流离子束分别在静电场、静磁场和自由空间(即等位空间)中运动的束包络方程.     

1.2m回旋加速器的应用及改进

我所1.2m回旋加速器于1981年投入运行.其加速氘核能量为13.5MeV,氦核能量27MeV.设置有4条束流输运管道,其中1条配有能量分辨率为0.5％的磁分析系统.1 加速器的应用加速器投入运行以来,主要用于核物理实验和同位素研制和生产两个方面。1.1 同位素的研制和生产利用加速器和同位素生产内外靶装置先后开展了~(211)At、~(199)T1、~(201)T1、~(111)In、~(67)Ga等医用同位素的制备和它们的生物医学效应研究.生产了~(57)Co、~(100)Cd等工业用源并已应用于科研、生产领域.     

交叉指漂移管型直线加速器束载效应补偿用铁氧体可变阻抗适配器的研究

系统地阐述了铁氧体可变特征阻抗传输线的设计理论，结合德国重离子物理研究所交叉指强流直线加速器的束载对高频功率馈送的输入阻抗的影响，设计了一个可以在强的加速柬载下实现高频功率源和加速腔高频输入阻抗良好匹配的铁氧体可变阻抗适配器。     

双间隙高梯度加速管的束流传输计算

本文用强流传输矩阵法计算了3mA氮离子束通过第二类双间隙高梯度加速管的包络,并对计算结果作了讨论.     

用于ERL-FEL的高平均流强超导加速技术研究

强流超导加速器是ERL的关键部件之一。该研究结合ERL对超导加速器的要求,对高性能射频超导腔的研制、强流高阶模耦合器研制、强流加速器恒温器设计研制、频率调谐器设计研制、麦克风效应和洛伦兹力失谐等问题进行深入研究。该年度主要进行强流超导腔的研制,包括冲压、成型、焊接、表面处理、场调平;进行强流超导腔的垂直性能测试;进行强流超导加速单元设计。研究组在强流超导腔研究中取得了进展,9-cell超导腔在32 MV/m时Q值在1E10以上,单cell超导腔在1.8 K,25 MV/m时,品质因数达到3E10以上,这对于强流超导加速器的运行有重要的意义。对超导腔场致发射点的定位进行了深入研究,为提高超导腔的性能提供了一种非常有效的方法。     

两种典型结构强流自箍缩二极管技术研究

主要介绍了箍缩聚焦二极管和自箍缩离子束二极管的研究进展。重点介绍了近几年发展的阳极杆箍缩聚焦二极管的理论模拟和实验结果,在“闪光二号”加速器和2 MV脉冲功率驱动源上进行了阳极杆箍缩二极管实验,二极管输出电压1.8~2.1 MV,电流40~60 kA,脉宽(FWHM)50~60 ns,1 m处的脉冲X剂量约20~30 mGy,焦斑直径约1 mm,X射线最高能量1.8 MeV。在“闪光二号”加速器上开展了高功率离子束的产生和应用研究,给出了自箍缩反射离子束二极管的结构和工作原理,实验获得的离子束峰值电流~160 kA,离子的峰值能量~500 keV,开展了利用高功率质子束轰击19F靶产生6~7 MeV准单能脉冲γ射线,模拟X射线热—力学效应等应用基础研究。