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IH型漂移管直线加速器的束流动力学研究（英文）被引量：1: 2017年; 为了提高兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)的运行效率、改善加速器输出束流品质,并实现几个加速装置分时供束,提高整个重离子加速装置的利用率,特为(HIRFL-CSR)增建一台新的注入器——CSR-LINAC。在108.48 MHz的RFQ之后的CSR-LINAC主加速段,主要由一台108.48 MHz和两台216.96 MHz的IH型漂移管直线加速器组成,用于加速荷质比为1/8.5～1/3之间的重离子,其最大的束流流强为3 mA,并将粒子从0.3 Me V/u加速到3.71 Me V/u。运用KONUS动力学原理,在满足设计指标的情况下,首先利用Trace Win程序进行中能束线MEBT设计,后针对高频腔体设计和束流匹配的基本参数的系列讨论,特别是对CSR-LINAC的中能束流匹配线、参数选择和IH型KONUS结构的漂移管直线加速器进行设计模拟优化。最终得出,在保证腔体设计指标和95.3%的传输效率的情况下,该紧凑型直线加速结构经过三个腔体的加速后,束流的纵向归一化均方根发射度增长仅有25%;同时发现,当流强达到3 mA时,存在空间电荷效应,导致其纵向相宽增长约25%,最大横向包络也存在16.5%的涨落。; 乔舰殷学军原有进杨建成冒立军殷达钰张小虎杜衡李小妮李钟汕吴波赵贺汤梅堂秦元帅石健盛丽娜柴伟平申国栋阮爽王耿刘杰秦志明王科栋董自强蔡付成陈孝强孔启宇; 关键词：动力学设计

重离子储存环CSRe上激光冷却相对论能量类锂^(12)C^(3＋)离子束的实验研究进展被引量：2: 2016年; 激光冷却储存环中相对论能量的重离子束是最有希望得到高相空间密度离子束、实现离子束相变并且获得有序束和晶化束的一种方法.相对于已经比较成熟的随机冷却和电子冷却技术,储存环上重离子束的激光冷却具有冷却速度快,冷却作用力强的特点,可以将离子束冷却到极低温度(mK),在激光冷却的同时还可以开展高电荷态离子的精细激光谱学实验.本文介绍了中国科学院近代物理研究所大科学装置重离子冷却储存环CSRe上开展激光冷却重离子束的实验原理和实验方法,给出了在CSRe上首次激光冷却能量为122 MeV/u的类锂^(12)C^(3+)离子束测试性实验结果,并且展望了在未来大型加速器HIAF上开展类锂类钠高电荷态离子的激光冷却和精细激光谱学实验.; 汶伟强汪寒冰黄忠魁张大成海帮朱小龙啜晓亚赵冬梅杨杰李杰李小妮冒立军毛瑞士武军霞夏佳文杨建成原有进赵红卫赵铁成EIDAM LewinLOESER MarkusREIN BenjaminSIEBOLD MatthiasWINTERS DanyalBUSSMANN Michael马新文; 关键词：激光冷却高电荷态离子束流动力学

分离扇回旋加速器的接受度及效率被引量：4: 2010年; 以9.7MeV/u的238U36+,5.62MeV/u的70Zn10+为典型离子,分析并模拟了分离扇回旋加速器(SSC)的注入、加速和引出,得到了SSC在理论等时场下横向和纵向的接受度。为了研究SSC在实际情况下的接受度,在实测场的基础上采用Kr-Kb方法以及Lagrange插值方法建立了与实际比较符合的等时场,计算了该等时场下SSC横向和纵向的接受度,发现了导致SSC实际接受度和传输效率低的主要原因在于注入系统中的MSI3元件和引出系统中的MSE3元件设计存在缺陷。模拟结果显示,通过改变MSI3和MSE3的曲率或者垫铁改变元件内部的场分布可以改善SSC的实际接受度和传输效率。; 李小妮原有进何源张金泉李朋; 关键词：接受度

HIRFL-SFC采用平顶波加速的模拟研究: 2014年; 近代物理研究所针对改善兰州重离子加速装置注入器(HIRFL-SFC)引出束流的品质,将主要考虑改进高频系统以提高Dee盒的加速电压、增加一个相位狭缝和采用平顶波加速等。其中采用平顶波加速可以有效地减小扇形聚焦回旋加速器(SFC)引出束流的能散并且提高其自身的传输效率。采用回旋加速器束流模拟程序AGORA对SFC进行模拟计算,并比较有无平顶波加速系统下束流品质的变化。结果表明,采用平顶波加速后,SFC的引出束流能散明显减小,而且在引出偏转板入口处束流的径向尺寸及圈间距满足单圈引出的条件。; 石磊太原有进张颖李小妮王兵郝焕峰; 关键词：回旋加速器

CSR-LINAC IH-RFQ的高频电磁设计被引量：1: 2018年; 中国科学院近代物理研究所在CSR-LINAC项目中设计了一台108.48 MHz的IH型RFQ直线加速器。该RFQ可以将质荷比为3～7的离子从4 ke V/u加速到300 ke V/u。在完成束流动力学设计的基础上,主要针对RFQ腔体的高频电磁设计展开了研究,同时利用了电磁场仿真和束流动力学模拟来研究腔体的四极场不平整度和二极场及其动力学影响。未经调谐的情况下,腔体的谐振频率为108.15 MHz,腔体空载品质因子Q0为5 910,腔体功耗为123 k W。通过在支撑板两端增加底切的设计,将腔体的四极场不平整度由-21%～12%优化至±2.5%,满足了束流动力学要求。腔体的二极场为-3%～-2.2%,使得束流在垂直方向小幅振荡,RFQ的垂直方向接受度减小5%。为了保证功率馈入时反射较小,将耦合器设置在临界耦合状态,耦合面积为940 mm2。为了补偿腔体的频率偏差和漂移,设计了调谐量分别为707和132 k Hz的固定调谐器和可动调谐器。; 李钟汕杜衡殷学军殷学军夏佳文原有进杨建成李小妮李杰李朋李杰郑文亨申国栋张小虎乔舰申国栋

储存环HIAF-SRing等时性模式的非线性磁场影响研究被引量：2: 2018年; 高精度环形谱仪SRing(Spectrometer Ring)是强流重离子加速器装置(HIAF)的重要组成部分,其等时性模式为远离β稳定线的短寿命原子核质量和寿命的精确测量提供国际领先的科研条件。为了扩大短寿命原子核质量测量精度和范围,SRing等时性模式设计了两种光学:γt=1.43和1.67。质量分辨是衡量等时性储存环的最重要参数。二极磁铁的高阶场以及磁铁的边缘场能强烈地引起束流光学高阶畸变,对质量分辨产生影响,因此需要高极磁铁对其进行校正。介绍了SRing等时性模式的线性计算,对非线性磁场的影响进行了详细研究。应用六极磁铁和八极磁铁对非线性场和发射度的影响进行了校正后,离子的循环时间标准偏差σ(T)/T达到3.5×10^(-7),质量分辨?m/m达到1×10~6。; 葛文文原有进杨建成吴波李钟汕陈瑞九颜鑫亮颜鑫亮杜衡

紧凑型强流重离子CH型漂移管直线加速器动力学设计被引量：1: 2023年; 基于KONUS动力学设计理论,完成了一台工作在脉冲模式的紧凑型常温交叉杆型漂移管直线加速器(CH-DTL)的束流动力学设计,并对关键问题进行了深入研究。该脉冲直线加速器工作频率选为325 MHz,内含29个加速间隙,动力学长度为1.3 m,可以将^(12)C^(5+)重离子束流能量由1 MeV/u提高至4 MeV/u。对有利于提高装置紧凑性的基本参数,如工作频率、加速电压、Kp值等进行了理论分析和研究。动力学模拟结果显示,粒子在DTL段传输效率大于99%,输出束团相宽约为20°,能量分散小于±1%。; 孔启宇殷学军杜衡杜衡李小妮刘政李小妮夏佳文

HIAF-BRing的双向涂抹注入模拟被引量：2: 2018年; BRing是HIAF工程的主加速器,其设计流强为每个脉冲内的粒子数1×1011个(238U34+),为了达到此设计流强,注入增益应达到88倍以上。BRing采用了双向涂抹注入方案,其满足BRing的注入增益要求,同时具有注入时间短和累计束分布较均匀而减小了空间电荷效应的特点。双向涂抹注入方案利用水平和垂直两组凸轨磁铁以及倾斜的静电偏转板,在水平相空间和垂直相空间内同时进行涂抹。为了检验双向涂抹注入方案能否达到BRing的设计要求,利用ORBIT程序对双向涂抹注入过程进行了模拟,模拟结果显示,在单次双向涂抹注入113圈的情况下,注入效率为97.7%,注入增益达到110.3倍,满足了BRing流强要求。累积束的分布相对均匀,空间电荷效应引起的工作点漂移约为-0.02,粒子因共振损失风险很小。针对注入束流偏角、切割板角度、工作点偏差和Bump延时等不同注入参数进行了误差分析,结果显示BRing的双向涂抹注入效率对注入参数偏差的容忍度较高。; 曲国峰夏佳文夏佳文杨建成杜衡葛文文郑文亨李小妮郑文亨柴伟平; 关键词：ORBIT 重离子加速器

重离子治癌装置4 MeV/u IH型漂移管直线注入器的动力学设计被引量：2: 2018年; 基于KONUS束流动力学理论,完成了一台工作频率为162.5 MHz、占空比为1%的交叉指型漂移管直线注入器(IH-DTL)的动力学设计。该IH-DTL内置两套三组合四极透镜,共有41个加速单元,可为同步加速器提供流强400 eμA、能量4 MeV/u的C4+束流。在动力学设计过程中着重对每个加速间隙的同步能量偏差、注入相位和间隙电压等参数进行优化,使得该IH-DTL的横向归一化RMS接收度达到0.24πmm·mrad,且横纵向归一化发射度增长小于10%,有利于提高同步环的注入效率。然后根据动力学设计的结构参数进行IH-DTL的高频仿真计算,将得到的三维电磁场分布导入PIC粒子跟踪程序中进行束流动力学模拟。动力学模拟结果显示,束流在IH-DTL出口的横向自然发射度小于13πmm·mrad,达到了同步环的注入要求,而且在7%的垂直二极场分量下,束流中心的横向偏移在±0.5 mm以内,整体的束流传输效率高于99%。; 杜衡原有进原有进殷学军李钟汕李小妮王志军李小妮许小伟王志军曲国峰许小伟; 关键词：直线加速器

HITFL注入引出高压静电偏转板的物理设计被引量：1: 2012年; 根据兰州重离子治疗专用装置(HITFL)物理设计的要求,采用三维电磁场程序ANSYS建立HITFL环上注入引出高压静电偏转板的物理模型。模型中高压电极的倒角半径为20 mm,电极半宽度为55mm,计算出静电偏转板物理要求区域内电场的非均匀度为-0.24%～0.24%,区间的电场集中系数为1.37(小于2),满足物理设计的要求。同时,利用了HIRFL-CSR(兰州重离子冷却储存环)工程CSRm环上注入引出高压静电偏转板物理设计的经验,HITFL环上的静电偏转板采用表面经过氧化处理的锻铝板材以满足耐压性和机械强度的要求。; 李小妮满开第原有进张晓鹰; 关键词：静电偏转板

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