9MeV 行波电子直线加速器电子枪的模拟计算

介绍了海关集装箱检测系统用９ＭｅＶ行波电子直线加速器上电子枪的结构与特点。电子枪提供的初始电子束流性能直接影响到加速管上聚焦磁场的参数要求,为保证加速器出口处电子束打靶产生的ｘ射线剂量满足阵列探测器检测图象清晰度的要求,电子枪必须提供３００ｍＡ束流。为此,利用ＥＧＵＮ程序对电子枪的电子轨迹模拟计算,研究了聚焦极与阴极间相对尺寸与位置变化,以及阴极与阳极间距对束流与发射度的影响。提供了更换部件,缩小聚集极与阴极间隙及装配尺寸的参考尺寸与理论依据。     

用于AMS的RFQ加速器能散问题研究

将 RFQ 作为加速器质谱系统(AMS)的加速器是AMS小型化的一条可能途径,减小 RFQ 加速器的输出束流能散是实现这一途径的关键.对 RFQ 加速器成形段部分对束流输出能散影响的分析表明,在减小调制系数、极间电压、同步相位,使各参数匹配的同时,适当地增大纵向聚焦力可显著降低 RFQ 输出束流能散.利用变参量 RFQ 动力学模拟程序 RFQDYN 进行模拟优化,得到输出束流能散为0.4%的 RFQ 加速器物理设计.     

斯坦福直线对撞机彩色插图说明

图1 斯坦福直线对撞机:在2英里长的直线加速器中加速电子(红色)和正电子(蓝色),它们在总能量约为1000亿电子伏时对撞,电子枪阴极接连发出两个电子团(1)。电子团加速到10亿电子伏,且在衰减环中被压缩(2)。经压缩后的电子团注入直线加速器,并在那里伴随一个经压缩的正电子团(3)。领头的电子团和正电子团被加速到末端,经偏转后进入两个大弧环内(4)——电子向左偏,正电子向右偏。磁场控制束流并将束径聚到几个微米(5)。束流在马克-2探测器内对撞(6)。同时,尾部的电子团从直线加速器中偏出,打靶产生正电子簇射(7)。正电子团返回到直线加速器始端(8)。经压缩后再注入直线加速器作为下一个运行周期所需的正电子团(9)。右下图表示:SLC见到的第一个Z°粒子直接衰变成一个夸克和一个反夸克,即产生两个强子喷注。图2 由Z°媒质参与的六个弱相互作用的费曼图。用一根轴表示距离,另一根轴表示时间。理论预言:若左列图     

20Mev行波反馈电子直线加速器改进方案—采用最佳耦合的反馈加速器

本文描述了一个采用最佳耦合的行波反馈电子直线加速器,当加速器的束流负荷大幅度调节时,通过改变耦合器的耦合度,使其始终保持到负载端的射频功率为零。这将使加速器的束流负荷特性变得比较理想,也就是在束流小时,其束负荷特性曲线斜率较陡,而在束流大时却较平坦,这样既可以在小束流下具有较高的能量,又可以在低能时具有较大的束流。并在不同束流负荷下,都具有最佳的效率。本文还把三种类型的行波直线加速器(直馈的,固定耦合反馈的和最佳耦合反馈的加速器)的能量增益公式统一起来。这样分析更明了,设计更方便。     

20Mev行波反馈电子直线加速器改进方案——采用最佳藕合的反馈加速器

本文描述了一个采用最佳耦合的行波反馈电子直线加速器,当加速器的束流负荷大幅度调节时,通过改变耦合器的耦合度,使其始终保持到负载端的射频功率为零。这将使加速器的束流负荷特性变得比较理想,也就是在束流小时,其束负荷特性曲线斜率较陡,而在束流大时却较平坦,这样既可以在小束流下具有较高的能量,又可以在低能时具有较大的束流。并在不同束流负荷下,都具有最佳的效率。本文还把三种类型的行波直线加速器(直馈的,固定耦合反馈的和最佳耦合反馈的加速器)的能量增益公式统一起来。这样分析更明了,设计更方便。     

合肥光源满能量注入系统物理设计

描述了合肥光源储存环满能量注入系统的物理设计,包括设计目标、局部凸轨物理参数选择和系统性能模拟.解析分析和数值模拟结果表明,新设计注入系统具有非常高的注入效率,配合合肥自由电子激光实验装置中直线加速器改造,注入效率接近100%;同时,储存束流扰动很小,质心发射度增长满足束流稳定性要求,系统具有向准恒流运行模式发展的潜力.     

直线加速器微波相位检测与调控研究

将微波相位检测技术与“束流能量极大化”方法相结合，设计了直线加速器微波相位检测与稳相调控系统，并进行了微波精密鉴相调相的实验研究．结果表明，在CW频率为2856MHz时，相位检测精度为2．0°，不仅能满足0．2GeV直线加速器作为0．8GeV电子储存环注入器的使用要求，而且可应用至其他多节加速段直线加速器微波系统．并从未来的直线加速器驱动的自由电子激光研究需求出发，成功地将微波相位检测精度提高到了优于0．3°的水平．     

电子束焊接电子枪电子光学系统设计

电子光学系统的设计是电子柬焊接电子枪设计的核心技术．介绍了电子柬焊接电子枪电子光学系统的组成,分析了电子束束斑构成的4种主要物理因素．根据局部真空电子柬焊接技术的要求,依据已给定的参数,通过计算得到了电子束会聚半角、光路尺寸、磁透镜的参数和结构．在此基础上设计完成的电子枪,达到了1)加速电压60kV,电子束束流134mA,即电子枪功率为8kW;2)电子枪在工件上的束斑尺寸,理论上设计计算直径为1．3mm,用AB试验法实测束斑直径为1.6mm;3)设计完成的电子光学系统满足了局部真空电子束焊接技术应用电子枪的需求;4)设计完成的电子枪集成应用于局部真空电子束焊机．经试验验证,设计完成后的8kW电子枪满足局部真空电子束焊接的要求。     

5兆电子伏工业用电子直线加速器设计

我们设计了一台5兆电子伏工业用电子直线加速器。加速管由聚束段和光速段构成,采用定α结构。本文描述了工作特性、聚焦磁场及电子枪设计的计算方法和结果。也给出了一些对结构设计有用的横向运动计算资料。     

美因茨电子回旋加速器MAMI和MESA上的精细强子物理（英文）

美因茨电子回旋加速器MAMI是用于强子和低能粒子物理领域固定靶实验的高流强电子加速器.它提供了能量高达1.6Ge V的极化束流.目前MAMI上两个主要的装置正在安装:高分辨谱仪A1和由晶体球探测器连同TAPS量能器组成的探测器A2.在MAMI上研究规划的亮点是:测量质子的电磁形状因子和极化度,这会涉及质子半径困惑;η介子的跃迁形状因子和斜率参数的测量;以及寻找假想的暗物质规范玻色子即暗光子.目前,美因茨的新电子加速器MESA正在准备之中,它将允许低动量传递下电弱混合角的精确测量及核、强子和粒子物理中各种低能电子-核子/原子核散射的测量.     

合肥光源满能量注入系统物理设计

描述了合肥光源储存环满能量注入系统的物理设计，包括设计目标、局部凸轨物理参数选择和系统性能模拟．解析分析和数值模拟结果表明，新设计注入系统具有非常高的注入效率，配合合肥自由电子激光实验装置中直线加速器改造，注入效率接近100％；同时，储存束流扰动很小，质心发射度增长满足束流稳定性要求，系统具有向准恒流运行模式发展的潜力．     

14 MeV医用电子直线加速器上270°偏转磁铁系统

２７０°偏转磁铁系统是 １４ ＭｅＶ医用电子驻波直线加速器上的关键部件。通过用 ＴＲＡＮＳＰＯＲＴ—ＥＭ／ＰＣ程序和ＰＯＩＳＳＯＮ程序计算，完成了偏转磁铁样机设计方案。２７０°偏转 磁铁样机与加速管联合进行了出束试验，测试结果表明，具有 ６～１４ ＭｅＶ能量范围、不同的初 始发射度的电子束流，通过２７０°偏转磁铁系统受到消色散和聚焦作用，传输到靶点在能量１５．１ ＭｅＶ时，束流强度为３．５ｍＡ，束流斑点直径约为２ｍｍ。上述结果证明２７０°偏转磁铁系统性能完 全满足 １４ ＭｅＶ医用直线加速器放射治疗条件要求。     

NFZ-10辐照用电子直线加速器束流性能测试

辐照加工是一种新兴的高技术加工方法,广泛应用于改善材料性能、生成新材料、消毒灭菌、食品保鲜等领域,其应用前景十分诱人.介绍了NFZ＿10辐照用电子直线加速器的主要束流性能指标和这些指标的测试方法及测量结果.结果表明,主要束流性能指标均达到和超过设计指标要求,优于国家行业标准指标要求.其中:能量不稳定度≤±1.8%,优于设计指标≤±3%;束流不稳定度≤±0.9%,优于设计指标≤±5%;扫描不均匀度≤±3.2%,优于设计指标≤±5%的要求.     

跑道式电子迴旋加速平衡轨道的计算

一、引言普通电子回旋加速器(microtron)由于每回旋一次能量增益受到限止,以及电子在均匀的磁场中运动等因素,使其最高能量、束流强度受到限止。而跑道式电子回旋加速器(racetrack microtron)由于采用多腔加速结构以及非均匀的磁场等措施,使得最终加速能量、束流强度得以大大提高,并且使尺寸也大为缩小。例如加拿大西安大略大学的一台跑道     

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.     

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.     

耸人听闻的中微子武器

<正>营原宽孝(Hiritaka Sugawara)曾是日本颇有名气的粒子物理学理论家,在20世纪90年代担任过日本高能加速器研究机构(KEK)的总主任,为推动亚洲高能物理学实验的发展做出了贡献。2003年春天,刚刚退休的菅原与两位日本学者合作.在网上贴出了一篇别出心裁、震惊世界的奇文.题目是"利用超高能中微子束流摧毁原子弹"(arXiv:hep-ph/0305062)。在这篇旨在献给日本中微子之父小柴昌俊的学术论文中,菅原等人提出了一个能让核武器持有者身处险境的想法:制备能量高达1000万亿电子伏(1000 TeV)的中微子束流,然后将它射向     

射频四极场(RFQ)加速器的进展

射频四极场(RFQ)加速器是当今强流离子加速器研究的热点之一.近年来国际上和国内对于散裂中子源、加速器驱动能源和其他高功率离子束应用所呈现的广泛兴趣,以及由此引起的对强流、高功率加速器的迫切要求,更对用作它们前级加速结构的RFQ加速器提出了种种新的要求,特别是对它能在高的负载周期、甚至在连续波(CW)工作状态下加速高流强的离子束,及其运行的稳定性和可靠性提出了空前严格的要求,推动着RFQ加速器不断地完善和发展.文中试图对国际上应用RFQ的强流高功率加速器,以及四翼、四杆、交叉指与超导等主要类型RFQ加速器的最新进展和上述各方面问题的研究予以述评.     

挑战传统电磁加速理论和爱因斯坦力学的两个实验

用直线加速器输出的高速电子轰击铅靶,测量铅靶的温升.用直线加速器输出的高速电子垂直射入均匀磁场,测量电子受洛伦兹力偏转而作圆周运动的半径.两个实验都证明:(1)加速器的效率随着电子速度增加而急剧下降,电子的实际速度远低于按传统的电磁加速理论和爱因斯坦力学计算的理论速度.(2)实验结果不符合爱因斯坦力学的质速公式和动能公式,而与光速可变的新相对论力学的质速公式和动能公式高度相符.(3)电子偏转实验还证明洛伦兹力与电子速度之间不是线性关系.     

某医用直线加速器机房改造结构设计方案探讨

文章以某医用直线加速器机房改建项目为例,针对某医用直线加速器机房顶部预测辐射剂量率超标情况进行改造设计,根据辐射防护最优化原则和《放射治疗机房的辐射屏蔽规范第2部分:电子直线加速器放射治疗机房》(GBZT201.2-2011)的相关要求,提出2种改造方案,从结构设计、建筑布局等方面进行对比研究,提出最优改造方案,经理论...