三圆筒透镜强流脉冲束传输模拟计算

基于三圆筒透镜的强流脉冲束传输和高斯-赛德尔迭代等理论,编写了三圆筒透镜的束流传输模拟程序TTLS,TTLS适用于强流脉冲束在三圆筒透镜中传输的模拟计算.用模拟程序对不同流强束流在三圆筒透镜中的传输进行模拟计算,并对模拟结果进行了比较分析.模拟结果表明,随着束流流强的增大,空间电荷力增大,空间电荷力对束流包络曲线横向发散作用变显著；束流流强大于100 mA时,束流包络曲线发散比较明显.     

强流束在三膜片静电场中的传输模拟

由于强流束有较强的空间电荷效应,强流束的传输一直是备受关注的问题.基于三膜片静电场的传输矩阵、最速下降法和高斯-赛德尔迭代法等理论,应用Visual Fortran编写了强流束在三膜片静电场中传输的计算程序TDEF,TDEF适用于强流束在三膜片静电场中传输的模拟计算.用TDEF和其他程序对不同流强的束流在三膜片静电场中的传输进行模拟计算,并对计算结果进行了比较分析.计算结果显示:随着束流流强的增大,空间电荷效应增强,包络曲线横向发散程度增大.     

用于治疗癌症的强流中子发生器束流光路设计

通过强流离子束包络的数值模拟计算,完成了用于治疗癌症的强中子发生器的束流传输系统设计。应用ＰＯＩＳＳＩＯＮ／ＰＣ和ＳＬＡＮＣ－１６６电磁场模拟程序,确定了各传输元件的电磁参数。特别讨论了与强流离子束有关的束流传输问题。     

强流离子束的束包络方程与束包络计算——Ⅰ.强流离子束的束包络方程

在考虑了强流离子束自身空间电荷效应和束流初始特征(束流发射度)的情况下,本文给出了强流离子束在电磁场中运动的束包络方程.同时也给出了强流离子束分别在静电场、静磁场和自由空间(即等位空间)中运动的束包络方程.     

空间电荷效应对回旋加速器轴向注入的影响

针对空间电荷效应对束流的影响，对注入系统进行优化设计，减少了传输过程中的粒子损失，建立了一个高效率的强流回旋加速器注入系统．通过模拟束流的传输过程，观察空间电荷效应对束流产生的影响，进一步对注入系统的元件参数进行适当的优化，从而对束流包络进行控制．经修改光路设计后，束流已经明显地趋于平缓，各个关键点的束半径得到了很好的控制，从而减小了空间电荷效应所带来的束流损失，提高了注入系统的注入效率．     

低能传输段空间电荷补偿效应

近些年来,随着基础科学和应用科学对强流加速器需求的日益增加,强流加速器得到了很大推广和发展.在强流加速器的低能段,空间电荷效应会导致束流发射度的增长,束流品质的变坏.这样的束流通常需要空间电荷补偿来控制空间电荷效应.空间电荷补偿是指束流可以通过吸收与束流电性相反的粒子从而减少束流空间电荷发散力的一种效应.北京大学自主开放了PIC-MCC空间电荷补偿模型,该模型被应用在H+和H-束流的空间电荷补偿模拟当中,且得到了与实验符合得比较好的结果.     

使用永磁透镜减小永磁微波离子源引出束流发散的研究

介绍了北京大学重离子物理研究所2.45GHz袖珍永磁微波离子源引出系统的一项改进,即在距该离子源永磁环9cm处加一个长为10cm的永磁透镜.通过计算机模拟和实际测量,对增加此透镜前后比较了磁场分布的变化.模拟计算和实验结果表明,永磁透镜产生的磁场可以有效地聚焦引出的束流,减小引出束流的束斑尺寸.与电磁螺线管透镜相比,该项改进简化了束流传输系统,节省了电功率,并有利于改善离子源区的真空.     

低能传输段空间电荷补偿效应（英文）

近些年来,随着基础科学和应用科学对强流加速器需求的日益增加,强流加速器得到了很大推广和发展.在强流加速器的低能段,空间电荷效应会导致束流发射度的增长,束流品质的变坏.这样的束流通常需要空间电荷补偿来控制空间电荷效应.空间电荷补偿是指束流可以通过吸收与束流电性相反的粒子从而减少束流空间电荷发散力的一种效应.北京大学自主开放了PIC-MCC空间电荷补偿模型,该模型被应用在H+和H-束流的空间电荷补偿模拟当中,且得到了与实验符合得比较好的结果.     

计算机模拟CT法测量束流发射度的弧度定标

发射度是反映加速器束流品质的重要物理参数,束流发射度的精确测量在工业生产中日益重要。CT法测束流发射度是利用CT原理与参数可调的输运元件相结合的方法测束流发射度。该方法具有对实验器材要求不高,不需要预设初始束流发射度图像,测量精度高的优点。在以往的CT法测量束流发射度实验中,四极磁铁的控制电流是均匀选取的,均匀的电流值对应的投影角度是不均匀的,角度的不均匀造成发射度图像的重建精度不高。提出先计算出的均匀角度对应的电流值,再根据电流值调节四极磁铁的控制电流;并编写模拟程序,进行模拟计算。模拟计算结果表明:弧度定标确定四极磁铁的控制电流比直接选取均匀四极磁铁电流值的方法测得的发射度更精确,同时减少了测量次数。     

使用永磁透镜减小永磁微波离子源引出束流发散的研究

介绍了北京大学重离子物理研究所2.45GHz袖珍永磁微波离子源引出系统的一项改进,即在距该离子源永磁环9cm处加一个长为10cm的永磁透镜。通过计算机模拟和实际测量,对增加此透镜前后比较了磁场分布的变化。模拟计算和实验结果表明,永磁透镜产生的磁场可以有效地聚焦引出的束流,减小引出束流的束斑尺寸。与电磁螺线管透镜相比,该项改进简化了束流传输系统,节省了电功率,并有利于改善离子源区的真空。