| 题名 | 博士论文-直线感应加速器束流发射度增长与抑制研究 |
| 作者 | 代志勇 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2004 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 国智元 ; 章林文 |
| 关键词 | 发射度 电荷密度分布 残余气体散射 束包络振荡 Corkscrew运动 |
| 学位专业 | 加速器物理 |
| 中文摘要 | 发射度是描述加速器束流品质的最重要的参数之一。在直线感应加速器(LIA)中，束流发射度的大小主要决定于阴极发射体的本征发射度、束流空间电荷和束流传输系统的非线性效应、以及Corkscrew运动和BBU等束心横向运动。发射度的大小对LIA的应用起着关键的作用，如在闪光x光照相中发射度直接制约了X光焦斑尺寸的减小。论文针对直线感应加速器的束流特点，以E.P.Lee理论为基础，建立了轴对称直流电子束的动力学统计模型。根据该模型推导了均方根半径包络方程，从中引出归一化均方根发射度的解析表达式。通过进一步的推导，得到了轴对称直流电子束归一化均方根发射度变化的微分方程，在此基础上，研究了LIA强流电子束发射度连续增一氏过程。研究结果显示：轴对称直流电子束在传输过程中，由于非线性效应引起束剖面电荷密度分布的变化，这种变化总是沿降低束流势能的方向进行，并导致发射度增长。利用该理论模型成功解释了LIA注入器改造前后发射度测量的实验结果。将发射度增长的微分方程与均方根包络方程联立，利用数值方法计算了包络振荡和残余气体散射对发射度增长的贡献。根据这些研究结果，提出了抑制发射度增长的束流传输策略和措施。论文对束心Corkscrew运动对束流积分发射度的影响进行了理论分析和数值计算。根据Corkscrew运动的特征，提出了"软管"模型。该模型认为，由于Corkscrew运动，束流的质心偏离加速器轴线，但束流中的径向电荷密度分布仍然保持相对于其质心的轴对称特性。将束流脉冲沿轴向分成若干个束片，假设所有束片具有一致的初始发射度，经过同样的传输距离后，发射度增长也一致。论文详细推导了包含输运线圈磁轴倾斜分布的束心Corkscrew运动公式，得到了束片相椭圆中心的运动方程，编制了基午束片相椭圆中心运动方程的SEGIC程序，对不同能量的束片相椭圆在同一个探测点的灰度叠加进行了数值计算。通过数值计算揭示了Corkscrew运动造成束流积分发射度增长的一般规律，分析了有关参数对积分发射度的影响。计算结果显示，初始入射偏轴和能散是积分发射度增长的主要原因，线圈磁轴倾斜的主要影响束心偏轴位置。提出了螺线管线圈按其磁轴倾斜由小到大交叉组合的安装方式，能显著减小传输过程中束心的偏轴，抑制Corksorew运动，降低积分发射度的增长。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 加速器物理 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209530]  |
| 专题 | 加速器中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 代志勇. 博士论文-直线感应加速器束流发射度增长与抑制研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2004. |
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