清华汤姆逊散射X射线源初步实验研究

汤姆逊散射X射线源利用高亮度的相对论电子束与超短TW级激光相互作用,能产生能量可调、脉冲长度短（～100飞秒量级）的准单色高能X射线,在超快物理过程研究和医学领域具有广泛的应用前景。清华大学工程物理系加速器实验室正在积极筹建基于光阴极微波电子枪和飞秒强激光的汤姆逊散射实验平台,并利用实验室现有的16MeV返波行波加速器和Nd:YAG纳秒调Q激光系统进行了初步实验研究。在解决实验中出现的电磁干扰和韧致辐射X射线本底干扰等问题后,在实验中测量到了脉宽为6纳秒、脉冲光子产额为1.7x 10^4 的散射光子信号。在本文中将对实验装置和结果进行详细介绍。     

小型化自屏蔽电子束辐照装置研制

介绍了一种小型化自屏蔽电子束辐照装置的结构方案设计和工作原理. 该辐照装置已经完成了研制工作, 以加速器技术为核心, 突出了小型化和自屏蔽的设计理念, 实现了电子束能量2.5MeV, 束流功率1.2kW, 扫描宽度300mm, 环境剂量2uSv/h的技术指标, 可用于普通工厂的产品在线辐照或者车载式安装应用. 实际运行表明该辐照装置工作稳定、安全可靠、小型方便.     

慢波结构参数对同轴相对论返波管线性增长率的影响

 根据线性理论推导同轴相对论返波管色散方程和线性增长率,分别给出了波纹深度和波纹周期改变对于同轴相对论返波管线性增长率的影响规律,发现在一定范围内,减小波纹周期或者增大波纹深度能够降低结构波相速度,获得较大的线性增长率。     

100MeV强流质子回旋加速器高频腔公差研究

针对中国原子能科学研究院正在设计的100MeV强流质子回旋加速器, 研究并提出高频腔公差. 高频腔的误差包括加工安装的误差和重力引起的D板变形. 加工安装误差的存在干扰束团的径向和轴向运动, 用理论分析和数值模拟相结合的方法给出加工安装的公差; D板的重力变形引起加速间隙的轴向错位从而使束团产生轴向的相干振荡, 计算结果表明目前结构的D板变形在允许范围内.     

大功率辐照加速器的研制

介绍了10MeV/20kW大功率辐照加速器的设计. 该加速器采用返波型行波加速结构加速管, 综合了常规行波加速结构微波反射小、频率稳定性好和驻波加速结构分流阻抗高的优点. 加速器工作于S波段, 中心频率为~2856MHz. 利用自编的模拟程序AccDesign进行物理设计, 设计输出电子束能量为10MeV, 脉冲流强300mA, 加速管总长1.5m, 模拟计算结果显示微波至电子束的转换效率为66%. 同时利用计算机仿真程序对加速腔的温度和应力分布进行了计算, 得到了微波功率损耗对加速腔频率的影响.     

LOM and HOM damping study in a superconducting deflecting cavity for ALS at LBNL

Superconducting deflecting cavities can be used in synchrotron light source to generate subpico-second X-ray pulses while the impedance of the lower order modes (LOM) and higher order modes (HOM) in the cavity should be kept below an accepted level to avoid beam instability. These modes can be damped by adding waveguide on beam pipe. Detailed simulation of Q in CST Microwave     

100MeV强流质子回旋加速器高频腔公差研究

针对中国原子能科学研究院正在设计的IOOMeV强流质子回旋加速器,研究并提出高频腔公差.高频腔的误差包括加工安装的误差和重力引起的D板变形.加工安装误差的存在干扰束团的径向和轴向运动,用理论分析和数值模拟相结合的方法给出加工安装的公差;D板的重力变形引起加速间隙的轴向错位从而使束团产生轴向的相干振荡,计算结果表明目前结构的D板变形在允许范围内     

Rhodotron型加速器粒子动力学研究

Rhodotron是一种新型的CW电子加速器,已经广泛应用于辐照加工的很多领域.本文利用Parmela程序研究其动力学特性,深入分析了束团的同步条件、相聚过程以及在CW工作状态下束团相遇碰撞等一系列纵向动力学问题;并详细探讨了空间电荷效应、横向聚焦过程的实现、初始参量对横向束流特性的影响等横向动力学问题.在上述研究基础上,计算出束流损失功率的分布,并比较了模拟计算结果与Rhodotron原型机的实际参数,两者的结果基本一致,由此证明了这种研究方法的可行性.     

Design of a MeV ultra-fast electron diffraction experiment at Tsinghua university

Time-resolved MeV ultra-fast electron diffraction (UED) is a powerful tool for structure dynamics studies. In this paper, we present a design of a MeV UED facility based on a photocathode RF gun at Tsinghua University. Electron beam qualities are optimized with numerical simulations, indicating that resolutions of 250 fs and 0.01 AA, and bunch charge exceeding 10⁵ electrons are expected with technically achievable machine parameters. Status of experiment preparation is also presented.     

Bunch length measurement at Tsinghua Thomson scattering X-ray source

The length of electron beam from a photocathode RF gun is determined by a spectrometer, according to the relative energy spread induced by the bunch length during the acceleration in a linac. For a photocathode RF gun, different laser injected phase and beam charge are studied. The compression is changed for the different laser phases, as from 10° to 30°, and the bunch length is lengthened due to the strong longitudinal space charge force, caused by the increased charge.