前切割与后聚束强流毫微秒束流脉冲化系统

对６００ｋＶ束流脉冲化系统设计，粒子动力学计算，聚束腔的性能测量，有关高频电子学系统和聚束器载束实验的初步结果作了论述。     

SFC-CSRm的束流匹配与制备

为了把HIRFL的注入器SFC的引出束流匹配到HIRFL-CSR的主环CSRm, 提出对SFC引出束流进行制备, 以减小其纵向能散和横向发射度. 给出了这种束流制备方法的原理及理论计算结果.     

HIRFL新的束流分配系统

随着CSR的建成和兰州重粒子加速系统(HIRFL)实现质子加速,HIRFL现有的束流传输系统已不能满足越来越多的物理实验对供束时间的要求,为此,对原有的HIRFL的束流输运系统进行了分时供束改造,新的束流分配系统可以在给CSR供束和不供束两种情况下,同时使用SFC和SSC的束流在多个实验终端进行物理实验,介绍了新设计的HIRFL束流分配系统的布局和束流光学计算结果.     

HITFiL中能束运线的纵向匹配

基于中国科学院近代物理研究所正在研制的兰州重离子治疗专用装置(HITFiL)的参数和指标, 对从回旋加速器到同步加速器之间中能传输段的纵向束流匹配过程进行了模拟分析。 根据主加速器的注入要求, 在束运线上采用了散束器以降低束流动量分散,从理论上分析了中能传输段末端可能实现的最小动量分散和达到最小动量分散的条件,讨论了散束效果与初始动量分散、 束团相宽和漂移长度的关系。 并利用MathCAD程序对束团在束运线上的纵向运动进行了跟踪模拟,使用PBO Lab程序进行了验算, 得到了当散束器射频电压为102 kV时,末端动量分散为最小值2.764×10-4。 进一步提出了中能传输段的基本参数,也为下一步的优化设计提供了基础。Based on the parameters of the Middle Energy Beam Transport (MEBT) of the Heavy Ion Therapy Facility in Lanzhou (HITFiL), which is now under design and construction at the Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences (IMPCAS), a debuncher will be used to reduce the momentum spread for the injection requirement of the synchrotron according to the injection demand of the synchorotron. Both analytical model and tracking simulation with MathCAD are used for the choice of debuncher’s parameters. The conclusion shows that the effective cavity voltage of the debuncher is 102 kV and the minimum finial momentum spread is 2.764×10-4.     

双束流激发的纵向尾场与纵向不稳定性的研究

 用解析的方法研究了同向和反向运动束流激发的纵向尾场,并且给出了线性近似下束团沿环不均匀分布情形下的双束流纵向多束团不稳定性的计算公式,得出了双束流不稳定性与高频腔(或其它类腔结构)在环上位置及模的对称性有关的结论。     

双束流激发的纵向尾场与纵向不稳定性的研究

用解析的方法研究了同向和反向运动束流激发的纵向尾场,并且给出了线性近似下束团沿环不均匀分布情形下的双束流纵向多束团不稳定性的计算公式,得出了双束流不稳定性与高频腔(或其它类腔结构)在环上位置及模的对称性有关的结论。     

SFC轴向注入系统和中心区的研究和设计

介绍了在HIRFL注入器SFC上进行的中心区、聚束器系统和轴向注入束运线的设计、加工和调试结果.中心区的设计采用了两种注入半径及相应的两套螺旋式静电偏转镜,解决了高频电压在某些工作区域偏低及三次谐波加速时轴向注入线上空间电荷效应较为严重的问题.新的锯齿波聚束器系统不仅可以提高聚束效率,而且还提出了采用半频聚束模式以提高SFC与主加速器SSC?的纵向匹配效率.新设计的轴向注入束运线配备了两台在线ECR离子源,提高了电荷态分辨能力和注入相空间匹配能力,在提高注入效率的同时还改善了离子源及束运线的工作环境和调束手段.     

HIRFL改造中的加速器物理问题

从加速器运行的角度对兰州重离子加速器 HIRFL建成以来所存在的问题进行了总结 ,结合放射束物理和冷却储存环 CSR对 HIRFL的新要求 ,从加速器的物理设计方面提出了一些改进方案 .主要问题有 :超低能束流传输的空间电荷效应的影响 ,扇聚焦回旋加速器 SFC高频加速电压不对称对束流轨道的影响 ,用半频聚束的方式补偿两台回旋加速器的纵向不匹配 ,前束线上聚束器的工作模式的选取 ,强杂散磁场对超低能和低能束流传输的影响 ,分离扇回旋加速器 SSC注入区过垫补磁场对注入束流轨道的影响 ,SFC和 SSC的单圈引出 ,重离子通过剥离膜后的束流损失和束流品质的变坏等.From the viewpoints of the HIRFL operation and the new requirements to HIRFL by the study of radioactive beam physics and CSR project, the HIRFL upgrading program has been proposed after studying the existing problems found during the operation and new problems when increasing the beam intensιty and ion variety. The accelerator physics problems of the upgrading program were discussed here, which include the space charge effect on the very low energy beam line...     

HIRFL改造中的加速器物理问题

从加速器运行的角度对兰州重离子加速器 HIRFL建成以来所存在的问题进行了总结 ,结合放射束物理和冷却储存环 CSR对 HIRFL的新要求 ,从加速器的物理设计方面提出了一些改进方案 .主要问题有 :超低能束流传输的空间电荷效应的影响 ,扇聚焦回旋加速器 SFC高频加速电压不对称对束流轨道的影响 ,用半频聚束的方式补偿两台回旋加速器的纵向不匹配 ,前束线上聚束器的工作模式的选取 ,强杂散磁场对超低能和低能束流传输的影响 ,分离扇回旋加速器 SSC注入区过垫补磁场对注入束流轨道的影响 ,SFC和 SSC的单圈引出 ,重离子通过剥离膜后的束流损失和束流品质的变坏等.From the viewpoints of the HIRFL operation and the new requirements to HIRFL by the study of radioactive beam physics and CSR project, the HIRFL upgrading program has been proposed after studying the existing problems found during the operation and new problems when increasing the beam intensιty and ion variety. The accelerator physics problems of the upgrading program were discussed here, which include the space charge effect on the very low energy beam line...     

BEPCⅡ直线加速器中的束流轨道和能量稳定性的研究

在BEPCⅡ直线加速器的调试和初期运行中, 观察到束流轨道和能量的不稳定性. 本文通过实验测量和分析研究, 说明了这些不稳定性的原因, 并叙述了解决这些不稳定性的方法和改进结果.     

电子束心的横向运动：Corkscrew

电子束心的横向运动：Ｃｏｒｋｓｃｒｅｗ施将君，李献文（中物院流体物理所，成都５２３信箱，６１０００３）摘要由于轴向引导磁场的存在，直线感应加速器中当束轴与磁轴有夹角时，束心要发生磁回旋运动。当电子束存在能散度时，束心的磁回旋运动演变成束心的ｃｏｒｋｓ...     

“三剖面”法对HIRFL束流发射度的测量

通过三个多丝剖面监测器测量漂移空间三点处的束流剖面,对HIRFL加速器横向束流发射度(_(12)C~(+6)束)进行了测量。文章给出了测量综合结果,并着重计算分析了“三剖面”法发射度测量中,三个探测器之间的距离、测量区间束腰的位置和束腰的大小对测量误差的影响,最后给出了测量最佳条件。     

电子注在等离子体中的运动及传输特性

从填充等离子体微波管漂移空间电子运动轨迹方程出发, 详细阐述了A区和B区电子注的聚束性能, 电子围绕平衡半径在A区和B区交替波浪式前进, 波纹的周期和幅度与等离子体密度和电子运动速度有关, 此外, 对弱加速场电子传输性能的研究表明, 调节等离子体参数、电压和场强, 可实现电子注无磁场聚束传输。     

电子注在等离子体中的运动及传输特性

 从填充等离子体微波管漂移空间电子运动轨迹方程出发, 详细阐述了A区和B区电子注的聚束性能, 电子围绕平衡半径在A区和B区交替波浪式前进, 波纹的周期和幅度与等离子体密度和电子运动速度有关, 此外, 对弱加速场电子传输性能的研究表明, 调节等离子体参数、电压和场强, 可实现电子注无磁场聚束传输。     

Studies on an S-band bunching system with hybrid buncher

Generally, a standard bunching system is composed by an SW pre-buncher, a TW buncher and a standard accelerating section. However, there is one way to simplify the whole system to some extent by using the hybrid buncher, which is a combined structure of the SW pre-buncher and the TW buncher. Here the beam dynamics studies on an S-band bunching system with the hybrid buncher is presented, and simulation results show that similar beam performance can be obtained at the linac exit by using this kind of bunching system rather than the standard one. In the meantime, the structure design of the hybrid buncher is also described. Furthermore, the standard accelerating section can also be integrated with the hybrid buncher, which can further simplify the usual bunching system and lower the construction cost.     

脉冲束六维相空间相点方程的建立

从当前脉冲束设计中经常出现的一个问题入手,以曲线坐标为例详细介绍了如何从粒子在位形空间坐标系中的向量运动方程出发,严格地推导六维粒子动力学方程的一般方法。     

HIRFL 束流相位测量系统性能的改进

在研究HIRFL 相位测量系统工作原理的基础上, 用自行设计的电缆电子学长度校正方法校正了探针电缆的长度, 并重新设计了信号预选器和系统控制软件; 利用自行设计的自检系统找出并校正了影响系统测量精度的因素。提高了系统的可靠性和测量精度, 使系统可以投入实际的调束运行。     

HIRFL 束流相位测量系统性能的改进

 在研究HIRFL 相位测量系统工作原理的基础上, 用自行设计的电缆电子学长度校正方法校正了探针电缆的长度, 并重新设计了信号预选器和系统控制软件; 利用自行设计的自检系统找出并校正了影响系统测量精度的因素。提高了系统的可靠性和测量精度, 使系统可以投入实际的调束运行。     

环皱折运动的分子势能函数

应用无波函数微扰方法研究环皱折运动，导出了环皱折运动能谱和皱折频率的解析表示式。基于光谱数据导出了三甲撑氧，２，５－双氢呋喃与２，５－双氢噻吩分子的环皱折运动的势能函数。     

离子束治疗中的靶区运动补偿方法

相对于被动式束流配送系统,由患者呼吸因素而引起的肿瘤靶区运动会对主动式束流配送系统下的离子束放射治疗带来非常严重的影响,造成离子束辐射场剂量分布的严重畸变,甚至对肿瘤靶区周围的健康组织造成严重损伤,很大程度上影响离子束治疗的疗效。因此,在主动式束流配送系统下,建立针对由呼吸因素引起的运动肿瘤靶区的适形调强照射方法就显得必要,且具有重要意义。系统介绍了呼吸运动探测、4D-CT 以及目前主要的3 种运动补偿方法(多次扫描、呼吸门控和主动跟踪技术),并对这3 种方法在靶区适形度、稳健性以及技术复杂度等方面进行了比较。在靶区适形度方面主动跟踪技术优于门控技术,而门控技术又优于多次扫描技术;在稳健性方面多次扫描技术优于门控技术,而门控技术优于主动跟踪技术;在技术复杂度方面,多次扫描技术最简单,其次是门控技术,而主动跟踪技术最复杂。Active beam scanning results in serious distortion of ion-beam irradiation field in the presence of target motion and causes damage to healthy tissues round tumor target compared to passive beam shaping techniques. Therefore,it is necessary to establish suitable conformal irradiation methods for moving targets caused by the factor such as respiration in active ion beam scanning system. In this paper, motion detection, 4D-CT and three main ion beam specific mitigation techniques, namely rescanning, gating and beam tracking, are introduced. In addition, three motion mitigation techniques are compared comprehensively in terms of target conformation, robustness and mplementation complexity,respectively. For target conformation, the beam tracking is superior to gating, and gating is better than beam rescanning;the robustness decreases in the order rescanning-gating-beam tracking; for implementation complexity, beam rescanning is the most simple technology, followed by gating, while beam tracking is the most complex technique.