HIRFL-CSR主环电子冷却模拟计算

以¹⁶O⁸⁺为例,用电子冷却模拟程序计算了冷却时间随离子能量、初始发射度、初始动量分散、离子流强以及离子电荷态的变化规律,研究了储存环在冷却段的β函数和色散函数对冷却时间的影响.     

CSRm变谐波加速

 在研究兰州重离子冷却储存环(HIRFL-CSR)纵向相振荡运动特性的基础上，对主环(CSRm)内重离子的加速过程进行了模拟研究。选取由扇聚焦回旋加速器（SFC）剥离注入的能量为7 MeV/u，动量散度为±0.5%的¹²C⁶⁺典型离子，模拟了CSRm内束流的加速过程，加速的最终能量为1 GeV/u。在加速过程中采用了变换谐波的方式，解决了较低能量下的加速问题。模拟结果给出了不同时刻粒子在纵向相空间的分布以及各主要高频参数随时间的变化曲线。     

Tune调制对HIRFL-CSRm动力学孔径影响的模拟研究

 通过引进包含tune调制的传输矩阵，模拟计算了由四极铁电源纹波所引起的tune调制对HIRFL-CSRm动力学孔径的影响。模拟计算中，对HIRFL-CSRm实际(lattice)跟踪1.0×10⁶圈。从结果可以看出，动力学孔径随调制振幅的增大迅速减小，大体呈线性变化；动力学孔径随调制tune值的变化在研究范围内也有变化，变化的范围在0.049~0.089 m之间。     

冷却储存环主环注入线二极磁铁测量

 介绍了兰州重离子加速器冷却储存环工程主环注入线二极磁铁的测磁系统和测磁结果。着重分析了垫补线圈和极头削斜两种手段对C型弯曲二极磁铁积分磁场径向分布均匀度的调节效果。并且分析了TOSCA三维磁场计算程序与实际测量结果之间的误差及其产生的原因。     

冷却储存环CSRm中螺线管场耦合效应研究

介绍了重离子冷却储存环中螺线管场对束流水平方向和垂直方向产生耦合的原理, 由耦合运动方程及耦合系数推导出螺线管场耦合的补偿方法. 结合兰州冷却环主环实际的单元结构,工作点选在束流稳定的差共振附近, 模拟计算了冷却环主环在电子冷却段没有螺线管、有螺线管和增加补偿螺线管三种情况下的束流发射度及此三种情况下冷却环主环的动力学孔径. 通过模拟计算可知螺线管的存在将引起束流的水平方向和垂直方向严重耦合, 由于耦合效应, 垂直方向的发射度将超出其接受度, 致使束流大量损失. 针对这种情况, 提出了在螺线管两端的合适位置增加一组补偿螺线管的校正方案. 模拟结果表明这种措施行之有效.     

Longitudinal Schottky spectra of a bunched Ne10+ ion beam at the CSRe

The longitudinal Schottky spectra of a radio-frequency (RF) bunched and electron cooled ²²Ne¹⁰⁺ ion beam at 70 MeV/u have been studied by a newly installed resonant Schottky pick-up at the experimental cooler storage ring (CSRe), at IMP. For an RF-bunched ion beam, a longitudinal momentum spread of Δp/p=1.6×10^-5 has been reached with less than 10⁷ stored ions. The reduction of momentum spread compared with a coasting ion beam was observed from Schottky noise signal of the bunched ion beam. In order to prepare the future laser cooling experiment at the CSRe, the RF-bunching power was modulated at 25^th, 50^th and 75^th harmonic of the revolution frequency, effective bunching amplitudes were extracted from the Schottky spectrum analysis. Applications of Schottky noise for measuring beam lifetime with ultra-low intensity of ion beams are presented, and it is relevant to upcoming experiments on laser cooling of relativistic heavy ion beams and nuclear physics at the CSRe.     

CSRe减速模拟

对兰州重离子加速器冷却储存环实验环中束流的减速过程进行了模拟研究,采用变换谐波的方式将粒子减速到较低能量,以适应高精度原子物理实验的需要.根据模拟结果得到了减速过程各个时刻粒子在纵向相空间分布,并给出了高频参数在减速过程中的变化曲线.     

HIRFL–CSR电子冷却装置上的横向电子束温度

从磁场中单电子的轨道运动方程出发,分析并推出了HIRFL-CSR电子冷却装置上的横向电子束温度,并得到了一些重要结论.     

CSRm闭轨畸变及其校正的模拟研究

在给定的磁铁安装误差和磁场加工误差的条件下,对兰州重离子加速器冷却储存环主环的闭轨畸变及其校正进行了计算机模拟研究,在典型的误差分布下,校正前的水平方向及垂直方向的最大闭轨畸变分别为3.08mm和2.73mm,校正模拟的结果显示CSRm的闭轨畸变可以控制在足够小的范围内.     

HIRFL-CSR complex

The construction and commissioning of HIRFL-CSR were finished in 2007. From 2000 to 2005 the subsystem and key devices of CSR were successfully fabricated, such as magnet, power supply, UHV system, e-cooler, electric-static deflector with the septum of 0.1 mm, and the fast-pulse kicker with the rise time of 150 ns. After that the CSR commissioning activities were performed in 2006 and 2007, including the accumulation of those heavy ions of C, Ar, Kr and Xe by the combination of stripping injection （STI） or multiple multi-turn injection （MMI） and e-cooling with a hollow e-beam, wide energy-range synchrotron ramping by changing the RF harmonic-number at mid-energy, the beam stacking in the experimental ring CSRe, the RIBs mass-measurement with the isochronous-mode in CSRe by using the time-of-flight method, and the ion beam slow-extraction from CSRm.