基于同步辐射加速器的康普顿背散射γ射线源(Ⅰ)产生MeV量级γ光子的数值计算

提出在筹建的上海同步辐射装置上建造一条MeV量级γ射线束及应用站,采用μm波长的红外(或远红外)激光与储存环中3.5GeV电子束进行康普顿背散射,从而获得能区为1—25MeV的康普顿背散射γ光子束,该光子束具有高强度、高极化度(线和圆极化)、准单色、方向性好的优点,可以广泛地应用于核物理和核天体物理基础研究及相关的应用研究领域.介绍了康普顿背散射的基本原理,并结合储存环参数给出了光子束性能的数值计算结果.     

基于同步辐射加速器的康普顿背散射γ射线源——（I）产生MeV量级γ光子的数值计算

提出在筹建的上海同步辐射装置上建造一条MeV量级γ射线束及应用站，采用μm波长的红外（或远红外）激光与储存环中3．5GeV电子束进行康普顿背散射，从而获得能区为1－25MeV的康普顿背散射γ光子束，该光子束具有高强度、高极化度（线和圆极化）、准单色、方向性好的优点，可以广泛地应用于核物理和核天体物理基础研究及相关的应用研究领域。介绍了康普顿背散射的基本原理，并结合储存环参数给出了光子束性能的数值计算结果。     

激光同步辐射光源的辐射条件

激光同步辐射光源是一种新型的X射线光源，它利用高强度激光与相对论电子束发生康普顿散射，从而在电子的运动方向上辐射出X射线．本文在考虑电子的反冲基础上，利用康普顿散射研究了激光同步辐射光源（LSS）辐射光子的精确波长和能量；同时发现，对于背散射情况，只有当种子激光的波长λ1大于电子的物质波波长λm时才能发生LSS辐射；最后给出LSS辐射的极值波长λ2max=h/（m0γv）和极值能量εc2max=βε3.     

激光-电子康普顿散射物理特性研究

对激光-电子康普顿散射物理特性即能量特性和微分截面角分布进行了仔细的研究.计算结果显示出光子能量和微分截面角分布的简单结构.康普顿散射X射线光源具有散射光子的能量易调节、方向性好等特点.在入射电子束能量很高时,X射线近乎单向出射.光源色散度较大,但实验上可以获得色散（带宽）小的X射线.对于各种波长的激光,在很宽的电子束能量范围（1 MeV—10 GeV）内,散射X射线光子的总截面和前向发射圆锥内（半圆锥角1/γ,其中γ=E/m₀ 关键词： 康普顿散射 能量特性 微分截面 角分布     

在BEPC上建造γ束线站的分析

考虑电子的反冲并利用康普顿散射,研究了激光同步辐射光源(LSS)辐射的光子波长、光子能量。结果表明,对于不同的γ,LSS辐射的光子波长和能量有不同的近似公式。当γ<<λ1/4λe时,LSS辐射的光子波长λ2≈λ1/4γ2,能量(εc2≈4γ2εc1;当γ>>λ1/4λe时,LSS辐射的光子波长λ2≈λe/γ,能量cε2≈m0γc2;结果表明,LSS辐射的条件是种子激光的波长λ1大于电子的物质波波长λm;LSS辐射的极值波长是λ2m ax=h/m0γv,极值能量是cε2m ax=βeε;本文后半部分提出了利用北京正负电子对撞机的强流高亮度电子束与激光的康普顿背散射产生单色γ射线的建议。     

3W1永磁多极Wiggler的辐射特性

给出了北京正负电子对撞机(BEPC)同步辐射新组装的3W1 Wiggler束斑强度分布及光子束流的测量结果,并与理论计算作了比较,两者得出了一致的结果.     

基于同步辐射加速器的康普顿背散射γ射线源(Ⅱ)产生亚GeV量级γ光子的数值计算

提出在筹建的上海同步辐射装置上建造一条亚GeV量级γ束线站,采用nm波长的紫外激光与储存环中3.5GeV电子束进行康普顿背散射,从而获得能区为300—870MeV的γ光子束.该光子束具有高强度、高极化度(线和圆极化)、准单色、方向性好的优点.文中结合储存环参数给出了光子束性能的数值结果,并探讨了相互作用区和标记位置的选择方案.     

康普顿效应中电子-光子碰撞过程的研究

康普顿散射公式中光子波长的连续变化与光量子假说在表面上存在着不一致.为此文章分析了康普顿效应中电子和光子的碰撞过程,指出康普顿散射光子波长的连续变化可以通过自由电子连续的“虚光子吸收”和“虚光子发射”过程来加以说明.     

用于能量标定的束流损失测量系统

为精确地测量合肥电子储存环电子束的能量,建立了一套束流损失的测量装置,选择了一款对低能光子探测效率高的塑料闪烁体探测器,根据测量到的束流损失信号研制了一套数字化的信号处理电路,并进行了实际测量。测量结果表明该束流损失测量系统能够精确、灵敏地反映出束流损失的变化,可以用于自旋共振退极化法标定电子束能量的实验;并介绍了自旋共振退极化法的测量原理及依据的理论基础。     

自由电子激光的能量转换

根据Ｗｅｉｚｓａｃｋｅｒ－Ｗｉｌｌｉａｍｓ近似，把自由电子激光模拟成相对论性电子与赝光子的碰撞，而光子被散射．按照这个物理模型，研究了电子与光子的能量交换，得到了散射光子能量与碰撞前光子能量之间的关系：ε_p=4γ²ε_p⁽⁰⁾散射光子能量的放大是以电子消耗能量为代价的分析。计算了能量交换的规模，并得出自由电子激光中能量转换效率最大为５０％. 关键词：     

康普顿背散射技术对贮存环电子束诊断及其应用——I电子束能量的精确测量及光学标准实验站

简单叙述了采用康普顿背散射技术精确测量电子束能量的技术,并指出建立辐射标准实验站对精确电子束能量测量的需求. The technique to measure the electron beam energy accurately with Compton backscattering technique is introduced and requirements for the experimental stations of radiometry are also described in the paper.     

康普顿背散射技术对贮存环电子束诊断及其应用——I电子束能量的精确测量及光学标准实验站

简单叙述了采用康普顿背散射技术精确测量电子束能量的技术,并指出建立辐射标准实验站对精确电子束能量测量的需求. The technique to measure the electron beam energy accurately with Compton backscattering technique is introduced and requirements for the experimental stations of radiometry are also described in the paper.     

用γ射线做康普顿散射测量

用能量为661.67keV的γ射线做不同材料散射靶的康普顿散射,对是否有多个电子同时与同一γ射线散射进行了分析.测量了电子质量,分析了相干散射线宽,测量了非相干散射光子的能量,算出了非相干散射微分截面,给出了Θ~Θ dΘ内散射光子微分截面与散射角关系.     

世界上最大的加速器LEP开始做物理工作

LEP是世界上已建成的最大的正负电子对撞机,周长 27 km,安置在西欧核子研究中心(CERN),横跨法国和瑞士边界.LEP于1983年正式开工,1989年4月13日实现正负电子对撞,束流能量各为 45.5 GeV.9月中旬开始生产Z0粒子,成为继美国SLC直线对撞机之后的第二个Z0粒子工厂. LEP的建造是采用了成熟的储存环技术.第一期目标的束流能量为 2 × 50 GeV,来用常规磁铁; 第二期目标为2×100GeV,采用超导磁铁.在储存环里,存在着很强的同步辐射.质量为M的带电粒子,在半径为R的储存环里以能量E作循环运动时,同步辐射的能量正比于 当粒子能量很高而粒子…     

软X光能谱仪探测元件响应曲线标定

报道了软X光能谱仪探测元件的能量响应曲线标定工作.实验利用北京同步辐射装置–3W1B束线及反射率计靶室,在束流40—80mA、贮存环电子能量2.2GeV专用光运行模式下,在150—1500eV能区的四个能段,做了铝阴极X射线二极管、滤光片及掠入射平面反射镜能量响应标定实验.通过实验数据比对及分析,最终给出X射线二极管在不同能量段最大可能的测量误差范围.     

超强激光功率密度对等离子体中自生磁场和电子热传导的影响

应用多光子非线性康普顿散射模型、3维粒子模拟模型和数值计算方法,研究了超强激光与等离子体作用中自生磁场产生和电子热传导过程,提出了将非线性康普顿散射光作为改变等离子体自生磁场和电子热传导的新机制,给出了自生磁场最大饱和值和超热电子热传导的修正方程和数值计算结果。研究发现在时间为100~160范围内,自生磁场能量随入射激光功率密度增大而迅速增大,之后处于较高饱和阶段。增大的初始时刻较散射前提前了20,增大阶段的时间延长了30,饱和阶段增幅为40。入射激光功率密度为1019~1020W/cm2时,自生磁场强度最大模拟值为1.47104~3.75104T,单电子能谱峰值出现在3.3MeV和6.6MeV附近,能谱曲线在4~15 MeV和11~14.3MeV范围迅速衰减,在6.7MeV和13.2MeV以上时,超热电子有效温度为2.6MeV和4.5MeV,比无散射的理论值和拟合值均有一定增大。随入射激光强度增大,热流随激光脉冲一起向等离子体内流动的时间缩短,自生磁场限制热流的时间延长。并对所得结果给出了初步物理解释。     

超强激光功率密度对等离子体中自生磁场和电子热传导的影响

应用多光子非线性康普顿散射模型、3维粒子模拟模型和数值计算方法,研究了超强激光与等离子体作用中自生磁场产生和电子热传导过程,提出了将非线性康普顿散射光作为改变等离子体自生磁场和电子热传导的新机制,给出了自生磁场最大饱和值和超热电子热传导的修正方程和数值计算结果。研究发现在时间为100~160范围内,自生磁场能量随入射激光功率密度增大而迅速增大,之后处于较高饱和阶段。增大的初始时刻较散射前提前了20,增大阶段的时间延长了30,饱和阶段增幅为40。入射激光功率密度为1019~1020W/cm2时,自生磁场强度最大模拟值为1.47104~3.75104T,单电子能谱峰值出现在3.3MeV和6.6MeV附近,能谱曲线在4~15 MeV和11~14.3MeV范围迅速衰减,在6.7MeV和13.2MeV以上时,超热电子有效温度为2.6MeV和4.5MeV,比无散射的理论值和拟合值均有一定增大。随入射激光强度增大,热流随激光脉冲一起向等离子体内流动的时间缩短,自生磁场限制热流的时间延长。并对所得结果给出了初步物理解释。     

利用虚光子理论对轴沟道辐射的分析

 考虑电子的反冲的影响，利用虚光子与相对论电子的康普顿散射理论对轴沟道辐射进行了研究。在与电子纵向运动静止的坐标系中，把晶格场等效为虚光子。当虚光子与作沟道运动的电子发生康普顿散射时，虚光子就会转化为实光子辐射出去。根据该理论，得到了含有康普顿波长项的轴沟道辐射的精确波长表达式，其近似式就是经典理论推导的公式；同时得到了单电子轴沟道辐射的光子产额和辐射功率的公式，结果也与经典理论公式一致。     

用同步辐射源建立紫外及真空紫外光谱区光谱辐射度基准的研究

叙述了中国科学技术大学国家同步辐射实验室800 MeV电子储存环同步辐射的特性及作为光谱辐射亮度基准的原理和方法,精确计算出同步辐射光源光谱功率空间分布,并在计量学上将同步辐射“经典”理论与标定氘灯光谱辐射亮度结合起来,对“同步辐射作为标准源进行光谱辐射功率计量”进行深入的研究。介绍了国家同步辐射实验室计量光束线站的装置,该装置利用同步辐射波长范围宽、亮度高、辐射特性可精确计算等特点,可用于标定传递标准氘灯的光谱辐射亮度(115~350 nm),并进行了不确定度分析。并与德国技术物理研究院(PTB)标定的氘灯光谱辐射亮度进行比较,两者符合。     

软X光能谱仪探测元件晌应曲线标定

报道了软X光能诺仪探别元件的能量响应曲线标定工作．实验利用北京同步辐射装置-3W1B束经及反射率计靶室，在束流40—80mA、贮存环电子能量2.2GeV专用光运行模式下，在150—1500eV能区的四个能段，做了铝阴极X射线二权管、滤光片及擦入射平面反射镜能量响应标定实验，通过实验数据比对及分析，最终给出X射线二极管在不同能量段最大可能的测量误差范围。