20MeV直线感应加速器束流输运系统设计

论述了20MeV直线感应加速器束流输运系统设计。从束流动力学的基本原理出发,通过对空间电荷效应、输运磁场波动、束流Corkscrew运动和BBU不稳定性等影响因素的分析,着重介绍了保持束高品质输运的关键技术和措施。针对强流束输运的特点,给出了输运磁场配置的一般原则,在文章的最后,概述了束流输运系统的总体布局,提出了计算机辅助设计的想法。     

强流直线感应加速器束心轨迹调谐技术探索

在强流直线感应加速器的束输运过程中,束流质心的横向运动会对束流品质产生严重影响,为了精确有效地调节束流质心的运动轨迹,最大限度地减小束横向运动对束流品质的影响,采用以计算机克隆人工调谐为主、人工调谐和智能调谐为辅的思想,设计开发了强流直线感应加速器束心轨迹调谐系统。利用这套系统调谐"神龙一号"直线感应加速器的束心轨迹,提高了系统的调谐效率,缩短了整个调谐周期。     

LIA加速腔横向阻抗的数值计算

对造成直线感应加速器束流不稳定性的物理机制进行了分析，并对造成束破裂（ＢＢＵ）的主要物理量－加速腔的横向阻抗进行了数值计算，对加速腔的设计和组装提出了一些看法。     

2MeV注入器磁场设计与计算

用数值计算方法对２ＭｅＶ注入器上的外加螺线管线圈进行了设计和计算，最后提出在阳极杆部分另加外一反向线圈，得到了较佳结果，同时也给出了整个区域的磁场分布和在磁场作用下的电子束传输的束包络轨迹及束流参数等。     

10MeV LIA传输聚焦系统的元件参数选取和聚焦性能的数值计算

采用束流矩阵法对１０ＭｅＶＬＩＡ传输聚焦系统磁元件的位置布局进行了数值计算，给出了电子束在整个系统中的包络图，特别是束包络在靶附近的行为，对系统磁元件布局的优化进行了计算研究。着重计算了磁透镜参数的变化对系统聚焦性能的影响，探讨了实现电子束成功打靶的调试途径。     

2MeV直线感应加速器注入器测控系统

简要介绍了直线感应加速器２ＭｅＶ、３ｋＡ、６０ｎｓ注入器测控系统。这是一个基于局域网的分级分布式测控系统，由三个主要组成部分分别处理慢信号、快信号和对束输运场供电电源的测控。系统硬件、软件的模块化结构和严格的抗干扰措施，使系统扩展容易，运行稳定。虚拟仪器操作面板的使用，使系统人机界面友善，操作方便。     

电子束心的横向运动及Corkscrew运动

由于轴向引导磁场的存在，直线感应加速器中当束轴与磁轴有夹角时，电子束片的质心要发生磁回旋运动。当电子束存在能散度时，束心的磁回旋运动要演变成束心的Ｃｏｒｋｓｃｒｅｗ运动。利用解析分析法求出束心的运动轨道。给出电子束有效半径表达式并讨论抑制Ｃｏｒｋｓｃｒｅｗ运动的方法。     

LIA加速腔物理设计与实验检测

简要介绍了直线感应加速器（ＬＩＡ）加速腔物理设计和实验检测的几个关键问题，讨论了加速电压及其平顶和腔参数的关系。对腔的耦合阻抗与束流不稳定性间的关系作了概念性介绍，分析了降低腔耦合阻抗的途径。最后，概略说明了加速腔主要设计性能的实验检测技术。     

高功率电子束二极管的数值计算

设计了产生高功率电子束所常用的冷阴极二极管的一种结构模型，用数值计算方法进行了研究。讨论了二极管的结构参数和外加磁场对管内束流及束品质的影响，得到了此模型的一组较好的配合参数，并对结果进行了讨论。     

悬丝技术在加速器物理实验中的应用

悬丝技术一直是加速器建造和调整中的一项重要技术，广泛应用于束流模拟，磁轴校准，ｗｉｇｇｌｅｒ测量和校正，束截面精确测量及加速器部件阻抗测量等领域。简要总结了近年来我们在上述领域所作的工作，显示这种技术的一些新发展。     

残余气体对直线感应加速器束流发射度的影响

把残余气体散射作为一种各向同性微扰力引入轴对称直流带电粒子束的均方根(RMS)包络方程，从中得到了气体散射作用导致束流发射度增长的表达式。结合“神龙一号”加速器束流传输系统的设计参数，计算了气体散射作用引起的束流发射度增长。结果表明：要想将残余气体分子散射的作用减小到可以忽略的程度，要求束流传输系统的真空度高于0．3mPa，而目前的真空设计指标(0．5mPa)只处于免强可以接受的水平。同时，简要说明了相关的抑制措施。     

强流轴对称相对论电子束的势能与发射度

推导了轴对称相对论电子束在漂移管内的空间电荷势及相互作用势能,分析了势能在束流传输过程中的变化规律,并与束流均方根发射度的变化方程比较,指出一部分势能随束流传输过程中包络振荡呈现出可逆的变化;另一部分势能在束流传输系统及束流本身非线性力的作用下,随着电荷密度分布变化转为电荷横向热运动能量,从而导致束流归一化发射度增长,这种转化是一个不可逆的过程。     

三种LIA加速腔电场分布的二维数值计算

利用泊松方程对三种没直线感应加速器加速腔的电场分布作了数值计算，对加速腔设计、构件、选材以及防电击穿等方面有一定参考意义，在差分格式和边界处理上作了一些改进，计算精度有所提高。     

12MeV LIA励磁恒流源的改进

为改善12MeV直线感应加速器励磁恒流源的性能．采用串联线性调整电源技术．使恒流源负载在0．06～0．1Ω、输出电流在300-500A及电网在士10％之间变化时．输出电流稳定度好于0．1％，输出纹波小于0．2％。并采用屏蔽盒等措施增强恒流源在强电磁场和X射线辐射环境中的抗干扰能力。     

多层分布式轫致辐射靶初探

直线感应加速器（LIA）能够将高能，强流电子束经过传输聚焦形成毫米量级的束斑与轫致辐射靶作用产生高剂量的X光。束靶相互作用可在靶面产生等离子体（回流离子），回流离子与电子束作用导致电子束束斑变大，降低X光的分辨率，在多脉冲情况下影响到后续电子束的束靶作用。分布式轫致辐射靶为叠靶，是将多个极薄（厚度为0.05mm)的靶叠加起来，中间为真空。由于叠靶分布增大了束靶作用立体空间，降低了束靶作用后沉淀在靶面的能量，因而减弱或消除回流离子的产生。本文对叠靶结构模型进行了理论计算与实验研究，把得到的结果与单靶的结果进行比较分析，结果表明两种结构下所得到的X光照射量大小与角分布完全相同。     

LIA加速电压迭加测试方法

介绍了电容性高压脉冲探测器及其测试原理。着重介绍了利用无源迭加网络对直线感应加速器二级管电压及总加速电压的迭加测试方法。     

LIA快脉冲信号光纤传输系统设计

介绍了光纤传输系统的原理，设计和实验结果。初步测试结果表明，采用光纤传输直线感应加速器（LIA）脉冲信号是完全可行的。     

基于LIA计时系统提高计时精度的实现

主要介绍提高直线感应加速器(LIA)计时系统计时精度的实现方法。实验结果表明计时精度小于10ns。     

组元段精密安装过程分析

数十米长的直线感应加速器由几十个组元连接组成,每四个组元和一个多功能腔为一段,共用一个精密调节支架,调节支架结构和组元间安装方式对同轴度有非常大的影响\[1\]。利用ANSYS软件对加速器组元安装进行了有限元分析计算,计算模型中主要考虑了在重力、螺栓预紧力和螺母与法兰面的摩擦力的作用下加速器组元的位移和变形,并对在装配过程中导致同轴度变化的影响因素进行分析,得出了今后装配和设计中要遵循的规律。     

LIA组元的双脉冲改造

对用于单脉冲直线感应加速器（LIA）的加速组元进行了双脉冲改造的初步尝试，用铁氧体作为磁芯材料，得到了双脉冲的波形数据。结果表明，现有组元经过简单的改造，完全可以感应出两个甚至多个电压脉冲，为以后多脉冲LIA的改造和设计提供了一个方向，也提出了一些有待解决的问题。