为了将BEPCⅡ直线加速器的正电子注入速率提高到单脉冲运行时的两倍左右, 提出了双脉冲产生和加速的方案.对BEPCⅡ直线加速器双脉冲加速的束流动力学进行了模拟, 首次给出了双脉冲的模拟方法.此外, 还在BEPCⅡ直线加速器上进行了双脉冲加速的初步实验研究, 为以后BEPCⅡ直线加速器的进一步改造提供了参考.
双脉冲 BEPCⅡ直线加速器 束流动力学 数值模拟 Two-pulse BEPCⅡ linac Beam dynamics Numerical simulation
为了进一步提高束流品质并逐步采用双束加速技术, BEPCII直线加速器准备采用带有两个次谐波聚束器的双次谐波聚束系统.目前, 该次谐波聚束系统的物理设计和优化已经基本完成.由于新设计的双次谐波聚束系统很不同于BEPCII现有的聚束系统, 因此, 就要求对聚束系统中存在的各种抖动(jitter)效应重新进行研究. 使用多粒子模拟计算程序PARMELA对电子枪的高压抖动和定时抖动、次谐波聚束器的相位抖动以及功率抖动、聚束器中加速电场相位以及A0加速管(俘获加速节)中加速电场相位的抖动等效应进行了研究, 并最终确定了聚束系统中各部件的物理公差要求.
物理公差 聚束系统 次谐波聚束器 抖动效应 PARMELA
为达到BEPCⅡ直线加速器的设计指标,系统地研究了误差和抖动(Jitter)效应对束流性能的影响.误差效应包括束流的初始偏轴和聚焦透镜偏轴导致的色差效应;束流的初始偏轴和加速结构偏轴导致的尾场效应等.主要的抖动效应包括相位漂移抖动和高频功率源中调制器电压的抖动影响等.确定了在BEPCⅡ直线加速器上对误差和抖动的限制,如来自电子枪的束流的初始偏轴应小于等于0.3 mm,加速结构和聚焦磁铁的安装误差应小于等于0.2 mm,相位漂移抖动误差应小于等于2°,调制器的电压抖动误差应小于等于0.1%.并进一步确认了必须采用相位控制系统和束流轨道校正系统,以抑制这些误差效应的影响,达到正、负电子束流能散度小于等于0.5%和电子束束流发射度小于等于0.25mm·mrad,正电子束束流发射度小于等于1.60 mm·mrad的设计目标.
误差效应 抖动效应 BEPCⅡ直线加速器 束流轨道校正 Error effect Jitter effect BEPCⅡ Linac Beam orbit correction
使用二维有限差分法分析软件Superfish和三维有限积分法分析软件MAFlA,对142.8MHz次谐波聚束腔的结构进行了模拟和优化研究,给出了聚束腔结构优化设计的步骤和方法,确定了优化后聚束腔的基本结构.分析比较了Superfish和MAFIA两个软件的模拟优化结果,得出了基本一致的结论.还探讨了Superfish和MAFIA在聚束腔设计中的应用方法.
束流动力学 次谐波聚束腔 有限差分法 有限积分法 Beam dynamics Sub-harmonic buncher Superfish Superfish MAFIA MAFlA Finite difference method Finite integration method
北京正负电子对撞机直线注入器(BEPCⅡ LINAC)的升级改进要求建立束流光学匹配计算和轨道校正系统,为此对束流光学匹配计算和轨道校正计算的方法进行了研究,并采用VC++语言编写了相应的程序,利用最小二乘法原理进行了束流光学匹配计算,模拟了束流轨道校正,取得了较为理想的结果.
轨道校正 最小二乘法 四极磁铁 校正子 Orbit correction Least square method Quadrupole Corrector
