A pilot experiment for mass measurement at CSRe

A pilot experiment of mass measurement was performed at CSRe with the method of isochronous mass spectrometry. The secondary fragments produced via RIBLL2 with the primary beam of 400 MeV/u ^36Ar delivered by CSRm were injected into CSRe. The revolution periods of the stored ions,which depend on the mass-to-charge ratios of the stored ions,were measured with a time-of-flight detector system. The results show that the mass resolution around 8×10^-6 for △m/m is achieved.     

SHER-HIAF ring lattice design

The Super Heavy Experimental Ring (SHER), which is one of the rings of the next accelerator complex High Intensity Heavy Ion Accelerator Facility (HIAF) at IMP, has to be optimized for e-cooling. Its lattice is designed for two modes: the first is the isochronous mode, which is a time-of-flight mass spectrometer for short-lived secondary nuclei, the second is the storage ring mode, which is used for collecting and cooling the secondary rare isotope beams from the transport line. In order to fulfil its purpose, the ion optics can be set to different ion optical modes.     

HIAF中环形质量谱仪SRing的线性设计

为了精确测量短寿命原子核质量,提出了在强流重离子加速器装置(HIAF)上建造高精度环形质量谱仪SRing。SRing长188.7 m,最大设计磁刚度为1 3 T·m,主要由磁聚焦结构、注入系统、引出系统、随机冷却以及探测系统等组成。SRing将运行在等时性模式和收集模式下用于短寿命原子核质量的精确测量和放射性次级束流收集并纯化。详细介绍了SRing的线性光学设计,并给出两种模式下的光学设计、注入及引出系统的设计等,设计参数优化完毕后,机器测量精度有望提高到10~6。     

CSRm随机冷却初步设计

根据实际情况对兰州重离子加速器冷却储存环主环随机冷却做了初步设计和优化, 用冷却方程对主环随机冷却做了详细的数值模拟计算. 研究表明, 随机冷却对主环束流冷却速度很快, 冷却效果很好. 通过对电子冷却和随机冷却的比较, 提出主环的束流冷却采用电子冷却和随机冷却相结合的办法, 这样可以加快冷却速度, 得到更高流强、更好品质的束流.     

束流物理学的量子方法初探

 量子束流物理学是近年来发展起来的处理束流传输的全新方法，它是经典束流物理学的有益补充。介绍了量子束流物理学的热波模型和基于狄拉克方程的相对论电子束磁透镜量子理论，并与经典束流物理学方法进行了比较。     

HIRFL–CSRm Betatron振荡随机冷却

对拟在HIRFL CSRm上建造的横向自由振荡随机冷却进行了数值优化计算和设计,得到了最佳带宽、冷却时间、频谱上束流谱密度分布函数随时间的变化,以及在冷却过程中束流横向位移的分布等值,并且对功率限定情况作了讨论,从而为冷却系统的设计、优化、建造和运行提供了理论依据     

tune调制对储存环横向稳定性影响的模拟研究

对包含非线性六极场储存环的线性tune(Qx,Qy)加以余弦调制,通过计算粒子轨道沿相角畸变的动力学孔径,研究了tune调制对储存环中粒子运动横向稳定性的影响.从模拟结果可以看出,tune调制对粒子稳定性的影响是一种长期效应.当调制振幅很小、调制tune远离共振岛tune值时,对粒子稳定性的影响很小,随着调制振幅增大,调制tune接近共振岛tune,影响越来越明显.     

强流电子枪电子光学性能的研究

 利用SLAC-226程序对一种工业用大功率电子加速器(450kW)的电子枪光学系统性能进行了研究。计算程序以带电粒子的洛伦兹力运动方程的相对论形式为基础，在充分考虑了空间电荷效应和电子自身产生磁场的情况下编写而成。在该程序中，网格的划分采用正方形网格；解泊松方程采用半迭代切比雪夫法；解轨迹方程采用四阶龙格 库塔法。经过对轴上电位的优化计算，得到了轴上电场的分布，电子轨迹以及阳极孔处的径迹斜率等结果，并且对外加电场与空间电荷场对束流的聚焦作用作了比较分析。计算发现，电子初始角和初始能量（对束流的）聚焦性能影响很小，二极管间距 d=58.5mm时对束流聚焦最有利。     

强流重离子加速器装置的增强器慢引出系统（英文）

中国科学院近代物理研究所承担的强流重离子加速器装置目前已进入了初步设计阶段。增强器作为该装置的主加速器,可利用双向涂抹技术将~(238)U~(35+)束的粒子数累积至1.0×10~(11),并将其从注入能量为17 MeV/u加速至高能量,引出能量的范围为200-835 MeV/u。为了提供s量级的准连续束以开展辐照实验,增强器中设计了慢引出系统,该系统将采用三分之一共振与RF-knockout的引出方法。同步加速器中有两种不同种类的六极磁铁,用于实现色品校正与共振驱动,并在设计中考虑了两者能同时运行并互不影响。针对增强器中不同引出能量的~(238)U~(35+)束,对其相应的稳定接受度模拟结果进行了比较,并给出了在引出静电偏转板处的光学匹配参数,这将为增强器中重离子束的慢引出及放射性次级束流分离器的入口光学设计提供重要的理论依据。     

重离子治癌装置4 MeV/u IH型漂移管直线注入器的动力学设计

基于KONUS束流动力学理论,完成了一台工作频率为162.5 MHz、占空比为1%的交叉指型漂移管直线注入器（IH-DTL）的动力学设计。该IH-DTL内置两套三组合四极透镜,共有41个加速单元,可为同步加速器提供流强400 eμA、能量4 MeV/u的C4+束流。在动力学设计过程中着重对每个加速间隙的同步能量偏差、注入相位和间隙电压等参数进行优化,使得该IH-DTL的横向归一化RMS接收度达到0.24 πmm·mrad,且横纵向归一化发射度增长小于10%,有利于提高同步环的注入效率。然后根据动力学设计的结构参数进行IH-DTL的高频仿真计算,将得到的三维电磁场分布导入PIC粒子跟踪程序中进行束流动力学模拟。动力学模拟结果显示,束流在IH-DTL出口的横向自然发射度小于13 πmm·mrad,达到了同步环的注入要求,而且在7%的垂直二极场分量下,束流中心的横向偏移在±0.5 mm以内,整体的束流传输效率高于99%。An interdigital H-mode drift tube linac (IH-DTL) with KONUS beam dynamic has been designed, which operation frequency was chosen 162.5 MHz. This IH-DTL consists of 41 accelerating cells and two quadrupole magnets triplets, can provide the C4+ with the current of 400 eμA and energy of 4 MeV/u for the synchrotron. In the beam dynamic design, the synchronous particle energy, inject RF phase and the acceleration voltage of each gap are optimized carefully to make the transverse normalized RMS acceptance of the IH-DTL to be 0.24 πmm·mrad and the beam emittance growth small than 10%. Then the RF structure was designed and the 3D electromagnetic field was imported into the PIC particle tracking code for the beam dynamic simulation. The transverse beam emittance at the exit of the IH-DTL is small than 13πmm·mrad which meets the injection requirement of the synchrotron. What is more, under the 7% vertical dipole fields component, the offset between the beam center and the drift tube's axis is ±0.5 mm at most. The transmission efficiency of the IH-DTL is higher than 99% for the whole beam in the acceptance.