BEPCⅡ正电子源

BEPCⅡ是一粒子工厂型的正负电子对撞机,为北京正负电子对撞机(BEPC)的改造、升级工程. 它对直线注入器的基本要求是40mA,1.89GeV的正电子束流,发射度1.6μm,能散度好于±0.5%, 保证储存环的注入速率≥50mA/min, 实现TOP OFF注入方式. 因为正电子流强与打靶电子束流功率成正比,采用一把新的10A电子枪来提高打靶电流, 采用新加速结构和65MW速调管SLAC5045把目前140MeV的打靶能量提高到240MeV. 正电子源本身也是一非常关键、极其复杂的系统, 它包括正电子转换靶室、12kA``磁号'脉冲电源、7m长聚焦节、大功率直流电源和支架等. 目前,正电子产生加速器,从电子枪直到正电子源,已经安装到了BEPC直线加速器隧道. 本文将着重介绍正电子源系统的设计、加工和测试.     

BEPC中的电子云不稳定性研究

多束团正电子储存环中可能发生电子云不稳定性(ECI). 自1996年起, 在北京正负电子对撞机(BEPC)上开展了与这种束流不稳定性相关的系列研究. 文章扼要介绍在BEPC上进行的电子云不稳定性研究, 包括实验观测和模拟计算, 并讨论可能的抑制措施.     

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.     

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.     

高能正负电子对撞实验的若干新进展

本文介绍在西德高能正负电子对撞机佩特拉(PETRA)上马克-杰(MARK J)实验组近一年来(1978年10月到1979年8月)取得的实验成果. 佩特拉是西德汉堡德意志电子同步加速器中心(DESY)的一台高能正负电子对撞机.在佩特拉对撞机中,正负电子能量的设计指标是19 GeV,即对撞时质心总能量为38 GeV.这台对撞机从1978年10月开始运转,到1979年8月底,先后运行的质心总能量分别是13GeV,17GeV,22 GeV,27 GeV,30 GeV和 31.6GeV,以后还将继续提高到38 GeV,它是目前世界上能量最高的正负电子对撞机.佩特拉对撞机的大图及交叉点见图1. 马克-杰实验组是…     

BEPC中电子云导致的束团横向尺寸增长研究

多束团正电子储存环中可能发生电子云不稳定性. 由于电子云导致的束团横向尺寸增长已经成为提高对撞机对撞亮度的主要限制因素之一. 介绍了在BEPC储存环中, 利用条纹相机直接测量由于电子云导致的束团横向尺寸增长结果, 并与模拟计算进行了比较.     

北京正负电子对撞机BEPC和BEPCⅡ

对撞机是一种把两束相向运动的带电粒子加速到高能量,并使之在其中进行对撞的加速器,是探索物质微观世界的强有力的工具。北京正负电子对撞机由四大部分构成:注入器与束流输运线、储存环、北京谱仪和同步辐射装置。直线加速器产生的正负电子束分别由两支束流输运线注入到储存环。正负电子束流在储存环中积累并达到所需要的流强和能量时,在对撞点交叉、对撞。安放在对撞点的北京     

利用大角度Bhabha散射测量ψ(2S)数据积分亮度

提出了一种在正负电子对撞机上、用大角度Bhabha散射事例、在ψ(2S)共振能量下测量积分亮度的方法.对北京谱仪在北京正负电子对撞机上采集的ψ(2S)数据进行的初步测量表明方法是可行的.     

世界上最大的加速器LEP开始做物理工作

LEP是世界上已建成的最大的正负电子对撞机,周长 27 km,安置在西欧核子研究中心(CERN),横跨法国和瑞士边界.LEP于1983年正式开工,1989年4月13日实现正负电子对撞,束流能量各为 45.5 GeV.9月中旬开始生产Z0粒子,成为继美国SLC直线对撞机之后的第二个Z0粒子工厂. LEP的建造是采用了成熟的储存环技术.第一期目标的束流能量为 2 × 50 GeV,来用常规磁铁; 第二期目标为2×100GeV,采用超导磁铁.在储存环里,存在着很强的同步辐射.质量为M的带电粒子,在半径为R的储存环里以能量E作循环运动时,同步辐射的能量正比于 当粒子能量很高而粒子…     

北京正负电子对撞机重大改造工程储存环调试运行期间辐射剂量监测与分析

介绍北京正负电子对撞机重大改造工程储存环加速器调试运行期间周围环境、工作区域各监测点的平均辐射剂量率水平.给出了电子环调试、正电子环调试、正负电子双环对撞调试、同步辐射光用户实验及不同束流频率下的典型剂量率水平曲线图,并提出了防护建议.总体监测数据表明,储存环调试运行期间,主体屏蔽及局部防护措施满足了储存环加速器调试运行需要,达到了设计指标.     

北京正负电子对撞机重大改造工程储存环调试运行期间辐射剂量监测与分析

介绍北京正负电子对撞机重大改造工程储存环加速器调试运行期间周围环境、工作区域各监测点的平均辐射剂量率水平. 给出了电子环调试、正电子环调试、正负电子双环对撞调试、同步辐射光用户实验及不同束流频率下的典型剂量率水平曲线图, 并提出了防护建议. 总体监测数据表明, 储存环调试运行期间, 主体屏蔽及局部防护措施满足了储存环加速器调试运行需要, 达到了设计指标.     

第一台直线对撞机开始生产Z^0粒子

1989年4月12 日,在美国斯坦福直线加速器中心(SLAC),人们为高能物理发展的又一大喜事——在建成世界上第一台这类直线对撞机SLC两年后,首次产生了Z0粒子而沉浸在喜悦之中. 由B.里克特教授主持兴建的SLC工程于1983年正式开工.其主要目的有两个:一是发展加速器技术,使建成的新型正负电子对撞机相对于电子储存环对撞机而言,在大幅度提高束流能量时并不需要大大增加经费,为正负电子对撞机向更高能发展开创新途径.二是寻找理论家们预言的传递弱相互作用的中间玻色子Z0,并且可以做许多物理研究工作. 西欧核子研究中心(CERN)的LEP是当今世…     

BEPCⅡ中电子云密度的计算研究

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,区别于国外的研究编写发展了模拟计算程序,首次给出了前室型真空管道中电子云的聚集情况,定量计算了不同前室长度,不同二次电子产额作用下的电子云密度;通过模拟计算研究了在真空管道中放置清洗电极来降低电子云密度并改变密度分布以抑制不稳定性的可能性,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     

多粒子模拟方法分析北京正负电子对撞机储存环束团长度拉伸效应

采用多粒子模拟方法,分析了北京正负电子对撞机(BEPC)储存环纵向不稳定性,给出了BEPC储存环束团长度与单束流强的关系,得出了阈值流强.模拟结果与BEPC95年4月实测结果符合较好.     

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。     

BEPCII新加速管的高功率测试和老练

BEPCⅡ(北京正负电子对撞机重大改进工程)要求其直线注入器提供更高的能量和流强,为此必须改进正电子产生靶前后的加速管,以提高加速梯度,并消除原有加速管因长期运行后性能有所下降的隐患.本文叙述了新加速管的高功率测试,包括测试装置的设计、建立,微波功率源(速调管)的调试和加速管高功率测试结果及其分析.     

正电子产生靶上初级电子束半径的最小化研究

为获得尽可能高的正电子(e⁺)产额,严格控制初级电子(e^－)束在e⁺产生靶上的束半径是至关重要的.首先分析了使e^－束半径增大的各因素和对这些因素的制约;然后以北京正负电子对撞机(BEPC)的正电子源为例,给出了束半径的实测值和计算值的比较,以具体说明这些因素的影响;最后讨论了北京正负电子对撞机二期工程(BEPC-Ⅱ)的相应优化设计研究,提出了获得靶上最小束半径的若干途径.     

北京谱仪亮度监测器Bhabha散射截面的蒙特卡罗计算

在北京谱仪亮度监测器和北京正负电子对撞机实际运行参数的条件下,利用精确到α³项的Bhabha事例产生器,计算了亮度监测器的等效积分截面,用它计算北京正负电子对撞机的亮度,其系统误差<3%,实测数据与计算结果有很好的一致性.     

北京正负电子对撞机重大改造工程圆满完成

历时5年、耗资6．4亿元的北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCⅡ）于2009年5月19日圆满完成。改造后的电子对撞机在1．89GeV能量下,对撞亮度超过3&#215;10^32cm^-2&#183;s^-1,最高达到3．21&#215;10^32cm^-2&#183;s^-1,性能提高30多倍,每秒钟可实现碰撞1亿多次,对撞亮度在一定能量区域里,是美国康奈尔大学的加速器CESR曾创下的世界纪录的4倍以上。建成于1988年的北京正负电子对撞机是世界八大高能加速器中心之一,中国科学家利用这一装置在世界高能物理领域占据了一席之地。2003年,在SARS病毒防治战役中,     

BEPCⅡ直线注入器重大改进进展

BEPCⅡ是“工厂”型的高亮度正负电子对撞机.它要求其直线注入器提供高能(1.89GeV)和强流(40mAe+,30 0mAe- )的正负电子束以实现全能量注入和高注入速率(5 0mA/min .e+) ,并要求直线注入器出口正负电子束的发射度低(1.6πmm·mrade+,0.2πmm·mrade- )、能散小(±0.5 % )以满足储存环接受度的要求.因此,必须对现有BEPC的直线注入器作重大改进,包括新电子枪及其束流调整系统、新正电子源及其磁号装置、新微波功率源及其相位控制系统、新的束流轨道和光路调整系统等.这些新系统和装置大多已完成了设计、研制、测试和试组装等,将在今年的春夏安装于隧道,并期望在年底前获得正负电子束.