轴对称静电场的束流光学模拟与设计

为了对高压倍加器和静电加速器等低能加速器中一些具有特殊结构的轴对称静电元件进行模拟和设计,采用传输矩阵法编写了直流束的束流光学计算程序,并利用该程序对高频离子源预聚焦系统和移动式加速器中子源的束流光学系统进行了模拟和设计。程序将整个轴对称静电场区域看作厚透镜,并均分成若干个小区间,先利用其他电磁场软件计算区域内的轴上电势分布,然后根据该电势分布计算每个小区间内的束流传输情况得到束流的包络曲线。该程序可以用于计算非线性效应可忽略的复杂轴对称静电场中强流和弱流束的传输,且所需计算时间很短。     

电多极透镜的束流光学

本文推导了电多极透镜的象差矩阵ΔM,并证明│ΔM+I│=1,在此基础上考虑象差时,只要对束流相椭球进行适当修正,束的传输仍可按相椭球规则进行,从而建立了电多极透镜的束流光学.     

CRAFT负离子源中性束注入系统400 keV加速器束流光学特性分析

负离子源中性束注入（NNBI）系统是聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）的组成部分,其目标是开展NNBI相关的科学与工程问题研究,为未来聚变堆NNBI系统的研制与运行积累经验。加速器的束流光学特性决定着最终形成束流的发散性,进而影响着束流在加速器和束线中的传输效率,这对NNBI系统的高功率、高能量、长脉冲运行至关重要。为此,采用IBSimu离子束流模拟程序对目前CRAFT NNBI的400 keV加速器电极系统的物理设计进行束流光学特性分析与评估。目前该套电极结构的设计与ITER负离子源类似,束发散的计算结果满足设计要求。在负离子束流密度较高时（100～300 A/m2范围内）,具有更小束发散角;引出距离（5～7 mm范围内）和加速距离（88～110 mm范围内）的适当增加,也呈现出束发散角下降趋势。     

基于Lattice Server中间件的束流光学参数测量

根据合肥先进光源(HALF)的需求,在合肥先进光源预研项目中,开展了Lattice Server中间件技术的应用研究,开发出Lattice Server中间件。为验证Lattice Server中间件软件结构的可行性,利用合肥光源储存环,采用Python语言开发了基于Lattice Server中间件的束流光学参数测量。测量结果表明,该Lattice Server中间件实现了加速器上层物理应用与控制系统的交互,所测束流光学参数准确,证实了Lattice Server中间件软件结构的可行性。     

BEPCⅡ LINAC束流光学匹配及轨道校正计算研究

 北京正负电子对撞机直线注入器(BEPCⅡ LINAC)的升级改进要求建立束流光学匹配计算和轨道校正系统，为此对束流光学匹配计算和轨道校正计算的方法进行了研究，并采用VC++语言编写了相应的程序，利用最小二乘法原理进行了束流光学匹配计算，模拟了束流轨道校正，取得了较为理想的结果。     

束流光学中的变换群(Ⅰ)一般理论

本文讨论了带电粒子束在束流光学系统中运动时发射相图与粒子分布函数的变换,研究了这些变换组成的各种群—束传输群(BT群)、相图保持群(CP群)与分布保持群(DP群)等.束流光学的基本问题通常可归结为求一个变换的本征相图与求能保持一个发射相图形状不变的变换这样两类问题.     

BEPCⅡ-Linac束流光学和轨道校正的优化研究

为实现BEPCⅡ的总体要求,对直线注入器的强流电子束和正电子束进行了系统的束流光学模拟和优化研究.提出了束流光学的自动校正环路.系统地研究了束流初始偏轴和加速器部件的安装误差对束流归一化发射度和轨道偏移的影响.提出了采用“一对一”的束流轨道校正机制,以有效抑制这些影响,确保直线注入器的束流性能.     

北京正负电子对撞机中的束流光电子不稳定性研究

高能储存环中的正电子束流辐射出光子,打在束流管道壁上产生光电子并形成电子云;多束团正电子束流与电子云相互作用,有可能发生的不稳定性,称为束流光电子不稳定性.这种不稳定性有可能在下一代高能正负电子对撞机的束流中发生,因此对这种束流不稳定性的研究,也有很重要的实际意义.文章讨论了在北京正负电子对撞机(BEPC)上开展的束流光电子不稳定性实验和模拟分析研究.     

三级近似束流光学计算程序

为了精确计算束流在离子光学系统中的传输,用Visual FORTRAN 6.5语言编写了一个计算程序,长约13000行. 此程序可以计算由三圆筒单透镜、三膜片单透镜、双元筒透镜、均匀场静电加速管、磁四极透镜、六极磁铁、静电四极透镜、偏转磁铁、螺线管透镜、ExB~正交电磁场分析器、静电偏转器、漂浮管、QWR(Quarter Wave Resonators)和SLR(Split Loop Resonators)射频加速元件等元件任意组成的离子光学系统. 粒子轨迹的计算可精确到三级近似. 粒子的分布类型也可以有多种选择. 程序具有最优化计算功能,即可以自动调整元件的参数,以实现所需要的光学条件. 各元件之后的横向和纵向相图以及系统的束流包络线以图形方式显示在屏幕上.     

远程束–束作用的研究

已有的和建造中的对撞机的运行常常被束–束相互作用引起的非线性效果所限制,特别是大流强的束流,如正在研究中的BEPC多束团对撞方案(以下简称BEPCⅡ).BEPCⅡ上的束–束相互作用非常复杂,束团除了在南对撞点正撞外,还在环上其余11个位置有远程相互作用.本文计算了远程束–束相互作用的频移和频散.     

基于EAST束发射光谱的中性束衰减特征研究

中性束注入(NBI)是托卡马克装置重要的辅助加热与电流驱动手段,中性原子的离化是决定中性束的加热(能量和粒子沉积剖面)和电流驱动效率的关键环节。通常情况下,利用背景等离子体参数与中性束参数模拟计算快的中性粒子与等离子体的离化,即中性束沉积过程,进而分析托卡马克中性束加热和电流驱动效果。束发射光谱是高能中性粒子注入等离子体后,与等离子体的电子、离子发生碰撞激发,中性粒子退激发过程中产生的一系列特征谱线,其束发射光谱强度受等离子体密度、温度、束能量、束密度等因素影响,可以利用束发射光谱强度变化研究中性束的衰减特性。在EAST托卡马克上通过实验测量中性束粒子与等离子体碰撞激发的光谱强度,分析得到了中性束在不同等离子体密度以及不同中性束能量下的衰减特性,并采用主动束光谱仿真与数值分析软件(SOS)进行了相应的模拟计算,研究表明实验测量与模拟计算结果两者具有较好的一致性,这验证了通过实验测量束发射光谱获取中性束衰减特征的可行性。     

毛细管准直微束过程模拟与微束品质分析

利用GEANT4程序对复旦大学单粒子微束的毛细管准直过程进行了蒙特卡罗模拟。计算结果表明:当前采用的1 m孔径、1 mm长度的毛细玻璃管准直器能够引出峰值能量2.2 MeV、能量分辨130 keV、束径2.4 m的质子微束,可达到装置对微束能量与束径分辨的设计指标,从理论上明确了毛细管准直微束引出的可行性。针对影响入射目标细胞微束品质的主要因素,分析了微束品质与准直系统和入射束流各状态参数的依赖关系,为毛细管准直微束的引出与优化提供了必要的理论依据。     

光谱法测HT-7托卡马克诊断中性束的束成分

 实验测量了诊断中性束(DNB)中H0的4种主要能量成分(全能量,半能量,1/3能量,1/18能量),运用光谱法来分析中性束的束成分所占百分数。根据多普勒效应,中性束中的氢粒子发出的Ha波长偏离本底的Ha波长,波长偏移量与氢粒子的能量相关,从而在光谱仪上得到多峰Ha谱线。通过编写程序并以此对实验的原始谱线进行了初步和精确拟合,最终准确有效地分析出中性束的束成分和束能量。实验测得DNB束流的中性氢粒子的全能量、半能量、1/3能量和1/18能量4种成分分别占15%,42%,35%,8%。     

光纤传像束

光纤传像束光纤传像束是将许多一定长度、极细光导纤维集合成束，两端纤维按一一对应关系紧密排列，经固化磨抛后而成。在传像束的一端投射图像，该图像即被纤维束端面的每根纤维分割成许多亮度不同的像元，分别传送至另一端面再聚合成像。纤维束可任意弯曲、振动，不妨碍...     

优质热中子束技术

优质热中子束技术是五十年代出现[1]的中子实验测量的有用技术之一,今天仍受到重视并得到引人注目的发展[2].它的特点是,在反应堆孔道外能获得γ射线本底、超热中子和快中子本底都很低的较强热中子束(简称优质热中子束).它是应用研究和基础研究的重要中子源之一. 一、获得优质热中子束的基本方法 归纳起来,获得优质热中子束与中子源、准直器、单晶体过滤器、中子导管以及屏蔽与捕集器等部分的性能有关,其中中子源具有的特点是重要的,它决定其它部分在获得优质热中子束中所起的作用.1.中子源 增加反应堆中子的通量是获得优质热中子束的重要条…     

外腔两束光纤激光频谱组束的实验研究

报道了外腔2个大模面积双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器频谱组束的实验结果,获得了最大功率为0.80 W、组束效率高达82.5%的组束激光输出。演示和分析了光纤末端放置位置的改变、光栅的旋转对输出光谱和组束效率的影响,结果表明:当光纤末端距系统轴的位置超过某一定值时,输出光谱呈现多模;当光栅与水平面所成角度减小时,组束效率逐渐增大。     

重离子在束穆斯堡尔谱学

八十年代后期在西德UNILAC 和VICKSI 重离子加速器上相继建立了在束穆斯堡尔装置,进行库仑激发反冲注入穆斯堡尔谱学研究。本文评述这一新领域和在应用方面所取得的引人注目的成果。     

束箔光谱学研究

束箔光谱学作为研究原子和离子的一种新兴的实验技术自六十年代发展起来后已取得不少成就。本文首先简要地叙述束箔光谱实验的一般实验装置及原理,然后着重介绍束箔光谱的特点以及束箔相互作用引起原子和原子核极化的研究。最后进行一些束箔相互作用机制的讨论。     

基于布里渊放大的非共线四束激光串行组束的研究

理论上分析了基于布里渊放大的非共线组束结构中组束效率的影响因素,结果表明,当Stokes种子光和抽运光的夹角限制在90 mrad范围内时,组束效率可以达到80％以上.根据数值模拟的结果,设计了非共线四束激光组束的实验,实现了四束工作频率为10 Hz,能量分别为70.4 mJ,71.3 mJ,78.9 mJ,70.1 mJ的激光组束,组束输出能量为189 mJ.为了进一步简化结构和降低系统损耗,设计了适用于多束激光非共线组束的介质池结构. 关键词： 激光组束 受激布里渊散射 相位共轭 布里渊放大     

分子束频率分布函数的研究

从分子束的速率分布函数出发,推导了分子束的频率分布函数,求出平均频率、方均根频率和最概然频率,并与分子束的速率分布函数相应的特征物理量逐一比较,说明它们的物理意义,得出了用分子束的频率分布函数解决分子束问题更为简便的结论．