兰州重离子加速器冷却储存环kicker磁铁设计

 介绍了兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）CSRm引出kicker磁铁的物理设计、参数计算以及结构设计和加工。为了减小电感，使上升时间达到要求，CSRm引出kicker磁铁采用分布式的传输线方案，同时将无感电容与磁铁并联以满足匹配的问题。磁铁用单匝线圈和铁氧体铁芯来降低电感、减少涡流损耗，并采取两台电源成对供电、导体一端共地的结构形式消除杂散电感和轴向场，这种方式不但消除了过桥的不利影响，而且可通过调节导体间距离方便的调节磁场均匀区宽度和磁铁电感。完成设计后磁铁电感小于1 μH，在140 mm范围内磁场均匀度好于±0. 5%，最高磁场达到0.038 T，最大峰值激磁电流约为2.5 kA。     

Numerical optimization and multi-particle dynamics simulation of the radial matching section of the RFQ

The ABC code is an optimization program for the development of matching channels and dynamical matchers in radio frequency quadrupole (RFQ) structures, and a new approach to this code to define the geometry of the radial matching section of the RFQ has been developed. This approach is based on the application of the numerical optimization step by step. This optimization is intended to search for the initial matching condition of a beam, the optimization of parameters of a cell of the channel on given characteristic parameters and traces of a beam in linear channels in both forward and backward directions. To further verify the results of the optimization, multi-particle beam dynamics simulations have been carried out using the BEAMPATH and TRACK codes. The result of the beam dynamics simulation shows that the optimization result of the ABC code is reasonable and this approach provides an opportunity to redesign the structure of the radial matching section of the RFQ.     

CSRm纵向束流绝热俘获研究

在研究重离子储存环纵向相振荡运动特性的基础上,对CSR主环CSRm内重离子的绝热俘获及加速过程进行了模拟,得出与CSR机器特性相适应的高频参数,并给出了高频参数在绝热俘获过程中随时间的变化曲线     

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．     

HIRFL-CSR主环慢引出设计

对HIRFL-CSR工程的主环（CSRm）的共振慢引出进行了设计，并采用Winagile程序对引出过程进行了初步的计算机模拟。主环慢引出采用幅度和动量选择引出机制，其引出通道和快引出通道相同。采用了1/3整数共振慢引出机制来获得约1 s的较均匀的引出束流，该引出束流的水平发射度小于1 πmm·mrad。     

CSR电子冷却系统强流电子束包络的振荡特性

 HIRFL CSR的电子冷却系统是采用强流电子束对重离子束进行冷却。在冷却段漂移管区，由于强流电子束自身的空间电荷场和螺线管磁场的作用，使得电子束的包络发生振荡。通过求解电子束的横向包络方程，研究了强流电子束包络随电子束参数和螺线管聚焦磁场的变化关系。计算结果表明：对于不同的电子束能量和磁场，电子束包络的振荡频率也不相同；在相同的条件下，磁场越强，电子束包络振荡幅度越小，电子束能量越大，其包络的振荡频率也越快。     

CSR60°二极C型铁磁场特性的研究

兰州重离子加速器冷却储存环主环注入线二极C型磁铁首次采用了磁极头中埋置垫补线圈调整磁场均匀度的设计.在其磁场测量中,使用了点测和积分测量的方法对其各方面特性参数进行了测量,并对积分场的测量结果以及内置垫补线圈对均匀场的垫补效果进行了详细的非线性分析.     

HIRFL-CSR电子冷却系统空心电子束性能研究

 电子冷却系统中冷却力的大小与电子束的温度密切相关。由于强流电子束自身产生的空间电荷场,使得电子束的速度离散,增加了电子束温度,降低了冷却效率。为了减小空间电荷效应,HIRFL CSR的电子冷却系统将首次采用空心电子束对储存环中的重离子束流进行冷却。通过分析实心电子束和空心电子束的空间电荷场,研究了其对电子束速度和温度的影响。     

CSR电子冷却系统电子束空间电荷效应对电子束温度的影响

 通过求解电子冷却系统中冷却段漂移管区的强流电子束产生的空间电荷场,研究了电子束空间电荷效应对电子温升的影响。结合HIRFL CSR电子冷却系统的典型参数,得到了电子在自身空间电荷场和纵向螺线管磁场组成的交叉场作用下产生的漂移速度和由此引起的附加温度大小,并指出减小电子束空间电荷效应的方法。     

电子束的收集

 为提高电子冷却装置中收集器的效率,研究了收集效率与几何参数,电、磁参数的关系,考虑了初级及反射电子的空间电荷作用,模拟计算了初级电子、反射电子在收集器区域的轨迹,由此得到了收集效率随电、磁参数的变化规律。结果表明,在合适的参数设置下,相对电流损失小于,收集效率达到。