强流重离子加速器装置的增强器慢引出系统

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238U35+束的粒子数累积至1.0×1011,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238U35+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。     

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。     

高能光源增强器束流横向尺寸测量系统设计

高能同步辐射光源的增强器将直线加速器注入的束流加速到储存环所需的能量,为储存环提供高品质的电子束。为了对增强器的束流横向截面尺寸、发射度及能散进行测量,设计了两条可见光-紫外波段的束测光束线。两条光束线分别选取无色散和色散较大的两处弯铁位置作为光源点,使用两套同步光成像系统来监测光源点的束流截面尺寸,并计算束流发射度及能散。介绍了同步光引出真空室及光学成像系统,对影响成像质量的空间分辨率进行了分析,并针对升能过程中不同能量下束流光斑变化的测量进行了设计。     

近几年高能加速器的新发展

本文从四个方面介绍１９６６年以来高能加速器的新发展．即强聚焦同步加速器、中高能强流加速器、对撞机和新技术及新加速原理． 强聚焦同步加速器是当前高能加速器的主要类型．近年来采用了分离作用强聚焦系统、增强器等新技术,最高能量已提高到４００千兆电子伏、设计平均流强达微安级,都比六十年代水平提高十倍多．每千兆电子伏投资约６０万美元,为六十年代水平的６０％左右． 质子强流发展较慢,目前仍依靠二十多年前建成的稳相加速器,平均流强为微安级,最高能量１０００兆电子伏．有的正计划改建,把流强提高到十至数十微安．建造中的有两台等时性旋加速器,设计平均流强１００微安,能量约５００兆电子伏．一台８００兆电子伏的质子直线加速器正在总调中,设计流强１毫安．高能强流电子束主要依靠电子直线加速器产生,目前已达２２千兆电子伏,平均流强４８微安． 利用相对运动的两束粒子进行对撞的对撞机是近年来发展较快的加速器类型．由于对撞实验中粒子能量利用率高,是今后进行“超高能”实验的有效方法．目前已经建成的电子正电子对撞机单束能量约２．５千兆电子伏,质子对撞机为２６．５千兆电子伏． 在加速器方面已广泛采用电子计算机和自动化技术．正在研究中的新技术主要为超导磁     

上海光源直线加速器的能量反馈控制

海光源恒流注入的运行模式,需要直线加速器提供持续、稳定和高品质的束流。阐述了八条形电极束流位置探测器(BPM)的工作原理及其对直线加速器至增强器低能运输线的束流进行能散的测量,并以（微波）幅度或相位作为调节参数,采用比例积分(PI)控制算法对束流能散进行反馈控制,实现了束流能量的长期稳定性,保证了直线加速器束流的高效率注入。     

高能同步辐射光源直线加速器初期调束取得重要进展

高能同步辐射光源（HEPS）是中国第一台第四代高能同步辐射光源,其加速器由直线加速器、增强器、储存环及输运线组成。报道了HEPS直线加速器的初期束流调试重要进展。HEPS直线加速器是一台500 MeV S波段常温直线加速器,由热阴极电子枪、聚束系统、主直线加速器构成。在按时完成设备加工、安装和老练的基础上,于2023年3月9日启动束流调试,当天实现束流全线贯通。3月14日束流能量达到500 MeV,束团电荷量达到2.5 nC。经过测量,直线加速器出口束流能散0.4%,能量稳定度0.06%,水平和垂直几何发射度分别为233 nm和145 nm。目前直线加速器束团电荷量可达到7.0 nC,相关束流调试正在进行。     

等离子体型的粒子加速器

 以接近光速飞行的带电粒子群以及高能加速器,使我们对物质的结构、自然界基本力的作用、宇宙起源的认识,都有了长足的进步.在本世纪30年代,能产生百万电子伏特(MeV)能量的迴旋加速器,模拟了巨星核心的条件,提供了研究原子核反应的实验环境.后来出现的可产生十亿电子伏特(Gev)能量的同步加速器和直线加速器,揭示了中子量内部的环境,并证实了反物质的存在.今天,质子同步加速器的能量达万亿电子伏特(TeV),用于探测宇宙诞生时的十亿分之一秒内的环境.建造世界上最大的加速器--超导超级对撞机(SSC)的计划已经拟定.这个对撞机所使用的技术,在实际上已趋于它的极限.幸运的是,一种新的加速器技术--等离子体型的粒子加速器技术已经问世,它为达到更高能量开辟了一条充满希望的道路.     

麦克米伦（McMillan．Edwin Mattison，1907-1991）美国物理学家（Physicist．America）

20世纪40年代，建成的回旋加速器已很大，粒子被加速到很高的速度，相对论质量增加很显著。质量增加会引起速度减慢，并使粒子和原先加速它的作用不能同步。这样，带电粒子上所得到的能量就不能超过某个上限。麦克米伦等人在1945年提出了一种对付这种质量增加的有效方法，以使加速粒子的周期性电场和粒子运动保持同步，这便导致了同步回旋加速器的出现。     

基于FPGA的HIMM同步高频信号源设计

针对医用重离子加速器装置(HIMM)同步加速器对于高频系统不同能量波形输出的需求,设计实现可输出不同能量对应腔体电压及偏磁电流波形的同步信号源。该系统以ARTERA公司FPGA作为核心处理元件,接收并处理多组腔体电压及偏磁电流波形文件,同时以DAC作为输出单元,通过接收同步光触发信号实现不同能量对应给定波形信号的无缝切换及同步输出,完成HIMM同步高频信号源的设计。测试结果表明,该信号源工作稳定,可实现各种不同能量对应波形的无缝切换及同步输出,其性能完全满足HIMM系统对碳离子捕获加速的要求。相比于商业任意波形发生器产品,该系统价格低廉,且模块化的设计易于集成,可广泛应用于其他需产生任意波形信号的场合。     

600百万电子伏同步加速器

苏联科学院列別捷夫物理研究所加速器实驗室中,最大能量为680百万电子伏的电子加速器开始运轉了。这台电子加速器是根据杜布納10亿电子伏同步加递器模型制成的。加速器的强度达到了每脉冲电子数为(5—6)·10~3。最近将对设备进行改进,这样     

同步加速器中束流能量的修正

叙述了同步加速器中束流能量测量和修正的原理,推导出关于闭合轨道畸变和校正二极子强度的束流能量的修正公式,介绍了这些公式在北京正负电子对撞机(BEPC)上的应用,并对其结果进行了讨论.     

同步加速器中束流能量的修正

叙述了同步加速器中束流能量测量和修正的原理,推导出关于闭合轨道畸变和校正二极子强度的束流能量的修正公式,介绍了这些公式在北京正负电子对撞机（BEPC）上的应用,并对其结果进行了讨论．     

用于质子治癌的室内直线加速器

<正>质子和离子治疗对于许多癌症,如身体深部的肿瘤,是优选的治疗方法。世界上提供这种治疗的约100台设备,都使用回旋加速器或同步回旋加速器将带电粒子加速到所需的能量。与这些圆形的机器相比,直线加速器(linacs)在治疗上具有一定的优势,但是除了一些设计上的困难之外,因体积庞大而很难安装在医院里。西欧核子中心(CERN)的Stefano Benedetti和他的同事们设计了第一台全直线的加速器,克服了体积     

上海光源增强器动态升能过程分析

上海光源增强器采用FODO型磁聚焦结构, 由28个FODO单元组成, 周长180m, 可将直线加速器引出的100MeV的电子束加速至3.5GeV, 用于储存环的注入, 重复频率为2Hz. 增强器的动态升能过程将直接影响到储存环的注入效率. 报告上海光源增强器动态升能过程中磁铁磁场、高频电压的上升过程、涡流效应及影响以及束流参数的变化等.     

上海光源

<正>上海光源由一台150 MeV电子直线加速器、一台全能量增强器、一台3.5 GeV储存环、光束线站、配套的建筑安装与公用设施等组成,由国家、上海市和中科院三方投资。是我国目前服务用户最多的大科学装置,建成后先后获得上海市科学技术进步奖特等奖,国家科学技术进步奖一等奖。在生命科学、材料物质科学、化学以及物理学等研究领域提供了前所未有的研究机遇,促进结     

MCP输入电子能量与微光像增强器信噪比的关系

为了提高MCP像增强器亮度增益,在微光像增强器中采用了新的电子倍增机构,即微通道板（MCP）,并对作为电子倍增结构MCP的噪声产生机理进行分析。在MCP其他参数不变的条件下,通过调整MCP入射电子的能量和入射电子角度分布,优化了MCP最佳工作信噪比的工作条件,实现了优化MCP像增强器信噪比,提高了MCP像增强器的亮度增益。     

为什么要建造各种各样的加速器

 从《高能物理》和《现代物理知识》杂志上我们已经熟悉了许多高能加速器的名字.譬如说,固定靶质子加速器AGS、SPS、TEVATRON;质子-反质子对撞机S(?)PS;正负电子对撞机SPEAR、DORIS、CESPPEP、PETRA、TRISTAN,最近我国建成了一台正负电子对撞机BEPC,西欧CERN建成了能量更高的正负电子对撞机LEP.为什么世界上要建立如此多的种类不同的高能加速器?世界上已经有了能量高的加速器为什么又还在建造能量低的加速器?等等.一般说来,不同类型和不同能量的高能加速器服务于不同目的的粒子物理实验.根据物理实验的物理目标,选用不同的加速器作实验,选用固定靶加速器或者对撞机;选择质子加速器或者电子加速器;选择能量低的或者能量高的,等等.     

BEPC de前前后后

80年代是我国高能物理事业的一个转折点.BEPC按计划高质量地完成,为我国高能物理实验研究提供了一个极其重要的手段;也表明我国的加速器事业已在世界高技术领域中占有了一席之地.BEPC的成就凝聚着几代人的心血.早在1957年,在王淦昌教授的领导下。选派了一批年青的科学家,赴苏学习高能加速器的设计及建造.一年后,在苏联专家的指导下,进行1—2GeV电子同步加速器的设计,这一设计在1958年的大跃进中被认为是保守落后的,而把方案改成15GeV的质子同步加速器.但当时苏联正在建造的加速器最高能量为7GeV,所以这一建议受到了苏联专家的“冷遇”,回答是:如果中方要建造,唯     

加速器射线衰减模拟方法研究

本文通过对低能加速器运行期间产生的射线种类、原理、能量进行分析，结合姜灿、陆用义等人对射线衰减及防护的研究，对射线衰减计算方法进行整理，对加速器运行时产生的射线剂量当量率加以修正，建立加速器射线衰减理论模型；以低能加速器的最大能量为例，利用加速器射线衰减模拟方法计算出低能串列静电加速器运行产生的射线剂量当量率，模拟出其产生的射线衰减规律，丰富了加速器射线衰减计算领域的理论研究，为加速器安全性的评估奠定基础。     

高效率生产粲粒子的工厂——BEPCⅡ加速器巡礼

1974年11月,丁肇中和里克特几乎同时宣布,他们的实验组各自在美国布鲁克海文实验室的质子同步加速器AGS和斯坦福直线加速器中心的正负电子对撞机SPEAR上,发现了一个能量约为31亿电子伏特的新粒子,并分别命名为J粒子和Ψ粒子,后来统一称为J／Ψ粒子。这一被誉为“十一月革命”的发现,使高能物理的研究迈进了一个新的境界。