轴对称扫描电子枪的理论分析与计算

为提高原子蒸气激光同位素分离（ＡＶＬＩＳ）中电子枪加热金属高密度蒸发的需要,运用电磁理论分别对轴对称扫描电子枪的束流特性和传输系统扫描特性进行了数值模拟。着重分析了电子枪的结构参数与束流特性的关系,以及束流传输元件与束流扫描特性的关系。进行了轴对称电子枪结构的计算机辅助设计,给出束流功率密度为１０ ｋＷ／ｃｍ ２ ,扫描长度１５ ｃｍ ,总功率为１００ ｋＷ 的轴对称扫描电子枪结构参数与束流特性的计算结果。     

具有小世界和无标度拓扑的束流输运网络中束晕-混沌的同步与控制

基于复杂网络的两种同步稳定判定条件,首先研究比较了两种小世界模型(WS模型和SD模型)以及无标度模型的同步能力,然后分别构造了具有小世界(SW)拓扑和无标度(SF)特性由束晕-混沌振子组成的束流输运网络.利用噪声驱动控制方法实现了束晕-混沌的同步控制.另外,利用简单的线性控制器,实现了束流输运网络的单周期的稳定控制.这些结果有可能为利用束流输运网络来实现束晕-混沌的同步进行保密通信提供一种新的途径,也有可能为强束流输运网络的理论设计和实验研究时提供一定的参考.     

磁四极透镜中强流束传输的模拟分析

基于磁四极透镜的强流束传输和超松弛迭代理论,编写了磁四极透镜的束流传输模拟程序,该程序适用于磁四极透镜中强流束传输的模拟计算.用模拟程序对不同束流的流强在磁四极透镜中的传输进行模拟计算,并对模拟结果进行了分析.模拟结果表明:随着束流的流强增大,空间电荷力的横向发散效应增强,束流包络曲线横向发散变显著;束流的流强大于100mA时,束流包络曲线发散比较明显.     

串列加速器分束并行束线概念设计

为了使分束并行管道得到足够束流流强,首先对光阑分柬孔径处柬流流强进行理论计算,得出光阑孔径参数与束流流强之间函数关系式;在此基础上对理论计算进行了模拟验证,并考察了不同分柬孔径下柬流发射度的变化;最后对整条柬流线结构布局进行分析计算,得出各光学元件参数。计算结果准确可信,能够满足核物理实验终端用户对柬流品质要求．     

中性粒子标定源中聚焦系统的研究

设计了用于中性粒子标定源的聚焦系统.利用三维电磁仿真软件CST对束流在中性粒子标定源中的输运情况进行了模拟,研究了单透镜与加速管之间的距离、聚焦电压和加速电压的改变对束流轨迹的影响.在离子源测试装置上利用塑料闪烁体对束流剖面进行了初步测定,测试结果与模拟计算相符合.文中得到的数据对中性粒子分析器的标定具有重要参考价值.     

能量可变的回旋加速器引出束流输运系统设计

设计了100MeV回旋加速器引出质子的输运系统,其能量可变范围为70～100MeV．在该设计中,为了将从负氢回旋加速器引出的质子束传输到实验室和厂房,对输运线元件选用、物理参数匹配计算等问题进行了探讨,其中主要包括引出段、周期场和输出段3个部分的设计．对引出段的设计中,使其适用于不同能量不同初始束流的各种情况;在周期场的设计中,使其在不同能量中均实现腰腰传输;在输出段的设计中,为了满足民用束流的高强度要求和实验用束流的高品质要求,分别采用了消色散和增大色散降低流强的方法．该系统能满足能量在70～100MeV时质子的传输要求．     

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.     

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．     

高压直流连续波光阴极注入器

根据高平均功率自由电子激光对电子束的要求,提出了直流高压连续波光阴极注入器,并进行了相应的束流动力学过程研究.采用特殊结构设计的静电加速腔,其加速梯度可以达到10 MV/m.当静电场的加速距离10 cm,漂移空间50 cm时,脉冲宽度为10 ps,阴极表面的束斑半径为2 mm,束团电荷为0.5 nC的电子束,输出束流归一化发射度为5 mm·mrad;用PARMELA程序进行了粒子动力学模拟,注入器输出束流归一化发射度为5.8 mm·mrad.     

三维束流传输的程序──TRACE-3D／PC

这个程序是由ＴＲＡＣＥ－３Ｄ／ＶＡＸ版本改造而成，可用于微机以进行束流传输元件设计。它是一个计算传输系统束流（包括空间电荷效应）的束包络交互式束流动力学程序。在微机上运行的ＴＲＡＣＥ－３Ｄ／ＰＣ保留了原版本的功能与特点，同时增加了结果图形输出、实时帮助、实时文件编辑等功能；它是加速器设计中一个方便而有用的工具。文中描述了ＴＲＡＣＥ－３Ｄ／ＰＣ的主要性能和一个例子。     

Lie map for the nonlinear transport of continuous intense beams in the axial-symmetric electrostatic fields

Nonlinear transport of intense continuous beam in the axial-symmetric electrostatic fields is analyzed with the Lie algebraic method. The K-V particle distribution is adopted in the analysis. The results obtained can be used in the calculations of the intense continuous beam dynamics in the beam optical systems consisting of drift spaces, electrostatic lenses, and DC electrostatic accelerating tubes. A computer code has been designed for practical simulations. To meet the needs of accurate calculation, all the elements are divided into many small segments, the electric fields in each segment are regarded as uniform fields, and the dividing points are treated as thin lenses. Iteration procedures are adopted in the code to obtain self-consistent solutions. The code can be used to design low energy dc beam transport systems, electrostatic accelerators, and ion implantation machines.     

A computer code for beam optics calculation - third order approximation

To calculate the beam transport in the ion optical systems accurately, a beam dynamics computer program of third order approximation is developed. Many conventional optical elements are incorporated in the program. Particle distributions of uniform type or Gaussian type in the (x,y,z) 3D ellipses can be selected by the users. The optimization procedures are provided to make the calculations reasonable and fast. The calculated results can be graphically displayed on the computer monitor.     

离子透镜程序及其应用

离子透镜程序 ( IL P)用来模拟平面对称或轴对称的静电场作用下的电场分布以及离子在电场中的运动轨迹。作者所开发的 ILP,其电场分布计算采用有限差分法。IL P面向实际应用 ,适合于不同电极尺寸、不同初始条件下的静电场分布计算和离子轨迹模拟 ,给出系统终点时的束流半径、散角、能量等参数。ILP可用于离子源、电子枪等装置的引出加速系统设计及参数验证。ILP被应用于两个不同系统的静电场计算 ,其结果与实际情况符合     

结构分析中的曲梁单元

综述了曲梁单元的发展.指出曲梁单元的非线性分析方面尚处于混乱阶段,而且有些学者认为直梁单元不能用于曲梁的非线性分析.通过三个实例表明了不同的曲梁理论对不同的结构、不同的受力条件,都有不同的适用性.最后通过编制的直梁单元的几何非线性程序,证明了直梁单元完全可以用于曲梁的非线性分析.     

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.     

圆环形宽带阵列换能器波束优化模拟研究

根据波束等价和采样合成定理，对由若干同心圆环构成的二维非线性参差调谐宽带阵列换能器，进行波束优化计算机模拟．结果表明，给定一个期望的波束分布，通过计算机模拟运算，可获得环形参差阵的一组结构参数，其波束分布与给定的波束分布在误差范围内一致     

电磁连铸复合式结晶器内电磁场的数值模拟

通过简化条件下的理论推导和实验测试分别对交变磁场和静磁场计算方法进行了验证,在此基础上对电磁连铸复合式结晶器内的磁场进行计算,并分析了有无结晶器条件下两种磁场的相互影响·分析结果表明,该项技术是可行的     

基于无粘结预应力混凝土简支梁动力有限元程序设计

本文在预应力砼基本理论和动力有限元分析的基础上,考虑预应力对刚度的影响,进行了无粘结预应力动力有限元的程序设计。对无粘结预应力混凝土简支梁的动力性能,运用所编程序进行了分析计算,计算结果表明,本文所编制的有限元分析程序在简支梁动力有限元分析计算中具有相对较高的精度。