BEPC横向阻尼时间的测量

 利用逐束团测量系统在BEPC储存环中跟踪单个束团得到其多圈位置振荡信息,获得BEPC储存环的横向阻尼时间与束流流强、色品、八极子和束流能量的关系,并通过分析得到了BEPC储存环辐射阻尼时间为52 ms。实验结果表明：流强越高、色品越大,阻尼率也就越大;束流流强为4.7 mA时八极子强度的变化对阻尼率没有影响;束流流强为5 mA时,阻尼率随束流能量升高而减小。     

合肥光源单束团下束团长度和能散的测量

根据同步光与储存环中的束流信号具有相同的时间结构的原理,测量同步光脉冲的半高全宽值可以计算出束团的长度。根据合肥光源的特点和实际需要,选择快速光电接收器搭配高速高带宽示波器作为在线测量束团长度和纵向分布等的主要手段。对单束团模式下束团长度随流强和高频腔腔压的变化趋势进行了测量。测量结果表明:束团长度与腔压的0.3次方成反比,比理论值0.5小;而束团长度随流强的增长率为2.0 ps/mA。通过测量纵向量子寿命进行了能散随流强变化的间接测量,结果表明,束团的拉伸是能散变化和势阱效应共同作用的结果。     

合肥光源单束团下束团长度和能散的测量

 根据同步光与储存环中的束流信号具有相同的时间结构的原理,测量同步光脉冲的半高全宽值可以计算出束团的长度。根据合肥光源的特点和实际需要,选择快速光电接收器搭配高速高带宽示波器作为在线测量束团长度和纵向分布等的主要手段。对单束团模式下束团长度随流强和高频腔腔压的变化趋势进行了测量。测量结果表明：束团长度与腔压的0.3次方成反比,比理论值0.5小;而束团长度随流强的增长率为2.0 ps/mA。通过测量纵向量子寿命进行了能散随流强变化的间接测量,结果表明,束团的拉伸是能散变化和势阱效应共同作用的结果。     

脉冲慢正电子束流的直流化装置

在基于加速器的北京慢正电子强束流装置上, 用Penning-Trap技术实现了脉冲慢正电子束流的存储和直流化. 实验表明, 系统的真空度对正电子的存储效率有严重影响, 脉冲正电子的释放方式决定了直流化后束流的能量分散; 改变释放级信号波形以及释放方式可以得到能量分散小于1eV的准直流化慢正电子束流.     

合肥电子储存环束流不稳定性的抑制

 合肥光源二期工程改造的电子储存环调试过程中,发现多束团存储和运行时存在耦合束团不稳定性,严重地限制了注入的最高流强,并且影响了光源运行的质量。通过过正地增大正色品以及在储存环上插入八极磁铁,基本上抑制了横向的耦合束团不稳定性,保证了稳定注入束流300 mA的技术指标。     

微波电子回旋共振等离子体阴极电子束的实验研究

介绍了实验室研制的微波电子回旋共振(ECR)等离子体阴极电子束系统及初步研究结果，该系统包括微波ECR 等离子体源、电子束引出极、聚焦线圈等。通过测量水冷靶电流和靶上的束斑尺寸，实验研究了微波ECR 等离子体阴极电子束的流强、聚束性能等随电子束系统工作条件的变化。结果表明：微波输入功率越高、引出电压越高，引出电子束流强越大；工作气压对电子束流强的影响较复杂，随气压增加呈现出先降低后升高的特点；在7×10⁻⁴Pa 的极低气压下电子束流强可达75mA，引出电压9kV；能量利用率可达0.6；调整聚焦线圈的驱动电流，电子束的束斑直径从20mm 减小到13mm，电子束流强未有明显变化。     

基于逐圈位置频谱的束流不稳定性

 利用上海光源储存环中受激电子束团位置信号频谱数据,确定了束团在加速器中运行的工作点及品质因数,获得了储存环垂直方向阻抗和横向阻尼率,分析了不稳定性产生的原因。阐述了加速器中受激束团的运动特点,以RLC振荡电路为基础,对束团运动进行简单的建模,利用模型中频率响应函数对频谱中的脉冲波形进行拟合,得到了用于表示运动阻尼及频率分散程度的品质因数。实验结果表明：利用该方法拟合得到的数据与原数据的相关性可达98%以上,所拟合波形与原波形整体相似度高。对不同流强下的数据进行了研究,随着流强的逐渐增加,工作点和品质因数同步减小,不稳定性加剧,流强达到阈值后,频谱中单峰分裂为双峰,束流品质降低。     

磁压缩器中相干同步辐射对束团品质的影响

在进行束团压缩时,相干同步辐射导致束团能量再分配,这会引入一定类型的非线性,目前普遍认为该非线性会导致束团发射度的急剧增加.本文通过模拟计算发现该结论只在一定条件下成立,同时还发现相干同步辐射引入固定类型的非线性,在特定参数下,该非线性能在一定程度上抵消束团原有的非线性,最终可能对束团品质有改善作用.     

合肥储存环注入状态下的高频系统研究

 对高频系统的束流负载效应和Robinson不稳定性条件进行了详细分析；通过对 失谐角、视在失谐角与储存环注入流强限的研究发现，对于合肥光源这样的中能储存环，由于注入状态的电子束能量较低，同步辐射相角接近90°，因此，只要给高频腔馈入一定的功率，再把腔调到一定的失谐角，就可以在环中注到较高的流强，达到二期工程的设计目标。     

BEPCII直线注入器的尾场效应

BEPCII直线注入器中的强流、短束团的尾场效应将损害束流的性能.用分析解和数值模拟计算的方法,系统地研究了尾场对纵向和径向束流动力学的影响,包括单束团的短程尾场和多束团的长程尾场对束流能量、能散、发射度、轨道和初级电子束在正电子产生靶上束斑尺寸的影响等.研究了有效抑制这些尾场效应的措施     

基于北京慢正电子强束流的微脉冲化系统设计

慢正电子湮没寿命测量是研究材料表面微观缺陷的重要分析方法．束团化系统是实现慢正电子湮没寿命测量的核心部件, 主要由斩波、聚束两部分组成, 它可以将随时间连续分布的束流束团化, 从而获得正电子湮没寿命测量的时间起点及满足时间分辨率要求的束团．本文以粒子动力学计算为基础, 完成了束团化系统的物理设计, 其时间分辨率设计值为150ps(FWHM)．     

BEPCⅡ中电子云不稳定性模拟研究

正电子储存环在多束团运行时有可能发生电子云不稳定性(ECI)?.本文针对北京正负电子对撞机二期工程(BEPCⅡ)的具体条件,编写发展了模拟计算程序,以不同电子云密度抑制措施下的计算结果为基础,研究了耦合束团不稳定性和单束团不稳定性,给出了电子云不稳定性增长率和阈值密度以及色品对束团尺寸增长的抑制作用,为储存环中电子云不稳定性的前沿科学研究和BEPCⅡ工程设计提供了有意义的结果.     

BEPCⅡ直线注入器的尾场效应

BEPCⅡ直线注入器中的强流、短束团的尾场效应将损害束流的性能．用分析解和数值模拟计算的方法，系统地研究了尾场对纵向和径向束流动力学的影响，包括单束团的短程尾场和多束团的长程尾场对束流能量、能散、发射度、轨道和初级电子束在正电子产生靶上束斑尺寸的影响等．研究了有效抑制这些尾场效应的措施．     

北京慢正电子强束流运行性能测试

慢正电子强束流采用高能脉冲电子束流轰击金属钽靶, 以产生正负电子对的方式提供正电子, 作为慢正电子束流方法学研究和薄膜材料缺陷研究的束流基础. 本文是在该装置实现运行后, 对慢正电子束流的强度、能散、形貌等运行性能的测试工作的介绍, 以及慢正电子湮没多普勒测量系统的调试和标准样品的测量结果.     

低阻抗二极管产生的强流电子束能谱分布的数值模拟

 给出了低阻抗二极管产生的电子束能谱分布及外加磁场对二极管阻抗影响的数值模拟研究结果。结果表明，即使在外加电压恒定的条件下，二极管产生的电子束也具有一定的能谱分布，这说明用二极管电压、电流波形计算脉冲电子束能谱分布是不正确的。另外,外加磁场对低阻抗二极管的阻抗特性具有较大影响，其阻抗随外加磁场的增大而减小。分析认为这是由于外加磁场强度的变化改变了二极管中束电子的运动轨迹。当没有外加磁场或外加磁场较小时，低阻抗二极管产生的电子束发生自箍缩，此时二极管电流是自箍缩饱和顺位流；当外加磁场足够强时，电子束的自箍缩被抑制，二极管电流是没有箍缩时的空间电荷限制电流。束电流小于自箍缩临界电流的二极管其阻抗将不随外加磁场的变化而变化。     

负动量压缩因子磁聚焦结构在τ–粲工厂储存环设计中的应用

研究并提出了一个负动量压缩因子(α_p<0)τ–粲工厂储存环磁聚焦结构.对其束团拉伸的计算表明:在设计流强,束团长度将比自然束长短,束团长度不会拉伸.     

六、核分析技术

北京慢正电子强束流依托于北京正负电子对撞机(BEPC)电子直线加速器(LINAC)，利用其完成注入后的剩余时间，产生高强度、高亮度、低能单色正电子束流，应用于材料科学尤其是材料表面特性的研究。该装置的建成弥补了我国现有的基于放射性同位素的慢正电子束流装置正电子强度较弱的不足，拓展了慢正电子技术在材料科学和微观核探针方法学中的应用领域，为进一步建立慢正电子湮没寿命测量、正电子诱导俄歇电子能谱测量以及低能正电子衍射和正电子显微镜等方法奠定了基础。     

合肥储存环二期改造工程的调试

合肥光源二期工程改造后, 对电子储存环光学参数进行了全面的调试和测量, 新注入系统和高频系统的调试, 也获得了巨大的成功, 在插入八极铁和过正地补偿色品后, 耦合束团不稳定性的得到了有效地抑制, 从而使改造后电子储存环能积累和运行在300mA以上的流强.     

一种在线式电子束能量测量方法

针对直线感应电子加速器中的束流特点,设计了一种在线式电子束能量测量方法。该方法使用分析磁铁和束位置探测器对电子束团切片平均能量进行测量,避免了束团取样带来的误差及测量过程对束流的影响,可以实现电子能量的在线测量。使用该方法对某强流直线感应电子加速器的电子束团能量进行了测量,获得了电子束团切片平均能量随时间变化的曲线,能量测量不确定度为0.177 MeV,能散度测量不确定度为0.39%。     

研究堆慢正电子源构建中的关键机理问题

研究堆慢正电子源是获得高强度慢正电子束流的有效方式,国际上己建成多座装置并获得广泛应用.与常规同位素慢正电子源相比,研究堆慢正电子源的物理过程复杂,影响末端束流强度的因素众多,对其进行深入研究与合理建模是未来在中国绵阳研究堆(CMRR)上构建慢正电子源的基础.本文厘清了研究堆慢正电子产生的关键过程与物理机理,建立了预测末端正电子束流强度的理论模型,找到了影响其末端强度的主要物理量:快正电子体产生率、慢化体有效表面积、慢化体扩散距离、慢正电子从表面被提取到靶环末端的效率、及束流系统提取效率.用多种实验结果对模型进行校验,包括多个同位素慢正电子源的效率测量值,以及PULSTAR研究堆慢正电子源测量结果,充分验证了模型正确性.根据模型对各物理量的影响因素进行了分析,找到了需着重关注的影响因素,对未来源/靶结构的设计给出建议.