强激光与粒子束
2021, 33(8): 084001
1 中国科学院 近代物理研究所, 兰州 730000
2 中国科学院大学, 北京 100049
实验研究了HIRFL-CSRm中电子冷却装置对C6+,Ar15+两种束流寿命的影响。首先, 通过对比实验的测量确定电子冷却可以有效提高束流寿命; 其次, 探究了电子冷却装置中的各项参数(主要是电子束密度分布、流强、能量、绝热展开因子)是如何影响束流寿命的, 通过改变电子束参数, 测量束流寿命的变化趋势和规律, 并且结合电子冷却相关理论对实验结果给予解释, 最终通过实验优化和确定最佳的冷却装置参数, 使束流在HIRFL-CSRm上获得了较高的寿命, 从而提高HIRFL-CSRm束流累积过程中的流强增益。
束流寿命 复合 电子冷却 重离子 加速器 beam lifetime recombination electron cooling heavy ion accelerator 强激光与粒子束
2017, 29(8): 085106
1 中国科学院 近代物理研究所, 兰州 730000
2 中国科学院大学, 北京 100049
放射性次级束流分离器(HFRS)是强流重离子加速器装置(HIAF)上开展放射性次级物理研究的重要装置。HFRS是飞行时间型(PF)碎片分离器，具有大磁刚度、大接受度、大孔径磁铁以及高动量分辨的特点。HFRS采用Bρ-ΔE-Bρ方法纯化弹核碎裂或裂变反应产生的放射性核素，是开展高精度储存环内实验及环外实验研究的重要工具。主要介绍HFRS分离纯化奇异核的能力，采用MOCADI程序模拟单降能器与双降能器下典型弹核碎裂反应和裂变反应中粒子的鉴别和纯化。模拟结果表明: HFRS具有很好的消色散和聚焦特性，对于弹核碎裂反应中轻核的分离采用单降能器系统即可得到很好的纯化效果; 而弹核碎裂反应中重核的分离则需采用双降能器系统才可得到很好的纯化效果; 对于裂变反应，由于裂变反应的能散较大，则在采用双降能器系统时也仅仅能得到一定的纯化效果。
次级束分离器 弹核碎裂反应 裂变反应 降能器 纯化 放射性次级束流分离器 强流重离子加速器装置 fragment separator projectile fragmentation fission degrader purification superconducting fragment separator high intensity heavy-ion accelerator facility 强激光与粒子束
2017, 29(5): 056008
1 中国科学院 近代物理研究所, 兰州 730000
2 中国科学院 研究生院, 北京 100190
泰克实时频谱仪存储的IQT格式数据文件的特殊结构给后期实验数据处理带来不便。分析了IQT文件的存储结构, 说明了泰克实时频谱仪的IQT格式数据文件的后台处理过程, 通过数学方法提高了文件中频变弱信号的强度; 通过对频谱仪实验数据进行数学处理, 得到了兰州重离子加速器冷却储存环36Ar18+离子束的纵向电子冷却力大小随离子-电子相对速度的变化曲线。该处理方法弥补了频谱仪离线分析软件的局限性。
IQT文件 离线处理 电子冷却力测量 IQT file offline processing measurement of electron cooling force
1 中国科学院 近代物理研究所， 兰州 730000
2 中国科学院 研究生院， 北京 100039
为了在兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)上开展一维离子束序化的研究，在CSR主环上，对6.39 MeV/u的58Ni19+离子束进行了冷却累积实验。测量了离子束与电子束之间不同的水平、垂直夹角以及不同电子束剖面的情况下，束流累积及束流寿命变化情况; 重点研究了离子束衰减过程中动量分散随离子数的变化规律，拟合计算得到了动量分散随离子数按照幂函数衰减的指数; 在给定离子数的情况下，动量分散随夹角、电子束剖面的依赖关系,为下一步在CSR上获得纵向一维有序化离子束的研究做准备。在实验中观测到在较大的夹角情况下，离子束出现纵向振荡和中心频率移动。
电子冷却 束流序化 幂指数 动量分散 electron cooling beam ordering power exponent momentum spread 强激光与粒子束
2012, 24(10): 2435
1 中国科学院 近代物理研究所, 兰州 730000
2 中国科学院 研究生院, 北京 100190
电子冷却在重离子加速器冷却储存环中用于束流冷却和累积。实验发现, 电子冷却装置电子枪高压绝缘陶瓷的绝缘电阻值下降影响到电子冷却装置的正常运行。介绍了电子冷却装置的阴极更换、真空烘烤、阴极碱土金属碳酸盐的分解和阴极激活过程; 在60 W的加热功率下, 得到了10.6 μＡ／Ｖ1．５的导流系数; 用灰体辐射计算的典型工作状态下电子枪氧化物阴极发射面的温度为1 108 Ｋ, 与实际测量的1 078 Ｋ相近; 阴极首次激活不完全是电子枪使用中导流系数的增长原因。
阴极激活 阴极温度 灰体辐射 电子冷却 cathode activation cathode temperature grey-body radiation electron cooler
1 中国科学院近代物理研究所,甘肃,兰州,730000
2 中国科学院研究生院,北京,100039
介绍了由于磁铁的安装误差和螺线管的存在而造成的束流径向和轴向的耦合,以及耦合对束流稳定的影响.结合CSRm结构的典型参数分析得出:二极磁铁和四极磁铁在纵向角安装偏差为-0.5～0.5 mrad;有螺线管存在的情况下,工作点落在和共振线时,将导致束流不稳定而大量损失,落在差共振线时,束流稳定.通过模拟计算发现:螺线管产生的耦合远大于磁铁的纵向角安装偏差产生的耦合.
耦合 差共振 和共振 传输矩阵 Coupling Difference resonance Sum resonance Transformation matrix
1 中国科学院近代物理研究所,甘肃,兰州,730000
2 中国科学院研究生院,北京,100039
3 俄罗斯科学院,核物理研究所,新西伯利亚,630090
在HIRFL-CSR实验环电子冷却装置上采用了独立的高精度螺线管串联产生纵向磁场的设计,获得很高的冷却段磁场平行度.使用霍尔片测量磁场的分布,使用磁针测磁方法测量冷却段磁场的磁轴偏角,并根据测量及计算结果对单个线圈磁轴进行微调.测量及调试结果表明,在施加电流为额定电流的一半时,冷却段磁感应强度为0.078 T,剩余磁场小于2×10-4 T,磁场不平行度小于1×10-4,达到了预期的设计目标.
电子冷却 磁场测量 磁场平行度 Electron cooling Magnetic field measurement Magnetic field parallelism
1 中国科学院近代物理研究所,兰州,730000
2 中国科学院研究生院,北京,100039
通过引进包含tune调制的传输矩阵,模拟计算了由四极铁电源纹波所引起的tune调制对HIRFL-CSRm动力学孔径的影响.模拟计算中,对HIRFL-CSRm实际(lattice)跟踪1.0×106圈.从结果可以看出,动力学孔径随调制振幅的增大迅速减小,大体呈线性变化;动力学孔径随调制tune值的变化在研究范围内也有变化,变化的范围在0.049～0.089 m之间.
Tune调制 传输矩阵 动力学孔径 Tune modulation Transport matrix Dynamic aperture
1 中国科学院近代物理研究所,甘肃,兰州,730000
2 中国科学院研究生院,北京,100039
在研究兰州重离子冷却储存环(HIRFL-CSR)纵向相振荡运动特性的基础上,对主环(CSRm)内重离子的加速过程进行了模拟研究.选取由扇聚焦回旋加速器(SFC)剥离注入的能量为7 MeV/u,动量散度为±0.5%的12C6+典型离子,模拟了CSRm内束流的加速过程,加速的最终能量为1 GeV/u.在加速过程中采用了变换谐波的方式,解决了较低能量下的加速问题.模拟结果给出了不同时刻粒子在纵向相空间的分布以及各主要高频参数随时间的变化曲线.
相振荡 变谐波加速 绝热俘获 Phase oscillation Beam acceleration with Changing harmonic Adiabatic capture
