中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
介绍了采用双膜法测量神龙一号直线感应加速器靶区回流离子效应的实验工作，通过一片厚度数十μm的靶膜产生回流离子，并采用基于光学渡越辐射的电子束剖面测量系统记录时间分辨的束斑，首次证实了神龙一号加速器靶区存在回流离子。通过采用不同材料的靶膜，实验观测到了不同离子发射情况下回流离子对强流相对论电子束传输的影响,结果发现采用金属靶膜时，回流离子导致电子束部分汇聚、部分发散，而采用聚合物薄膜时，回流离子会导致电子束剖面出现剧烈的变化。
回流离子 光学渡越辐射 电子束 强流 束剖面 back-streaming ion optical transition radiation electron beam high current beam profile 强激光与粒子束
2011, 23(10): 2742
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
采用束包络方程分析了单脉冲和多脉冲情况下回流离子对强流相对论电子束聚焦的影响。分析结果表明, 单脉冲情况下通过缩短焦距, 仍可以获得较小的积分焦斑, 而在多脉冲情况下回流离子将导致电子束完全散焦。通过数值模拟和实验研究了利用薄膜阻挡回流离子的可行性, 对不同薄膜在电子束作用下的温升及动力学行为的模拟结果表明, 在1.06 μs的时间尺度内, 薄膜虽然发生了不同程度的膨胀, 但是仍然有足够的材料可以阻挡离子回流。在神龙一号加速器上, 通过法拉第筒测量了靶前放置和不放置薄膜情况下的离子信号, 实验证实了薄膜至少能够将离子约束在薄膜和转换靶之间长达数十μs。
闪光机 回流离子 法拉第筒 束靶相互作用 radiographic machine backstreaming ion Faraday cup beam/target interaction
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
2 中国科学技术大学 信息技术学院,合肥 230027
神龙一号直线感应加速器(LIA)产生的强流高功率的脉冲电子束与 X光转换靶作用后可以产生高剂量的X光,同时由于转换靶的被烧蚀破坏在靶面产生回流离子,该回流离子的存在影响到电子束的聚焦。设计了4套法拉第筒及其对应的偏压电路,法拉第筒被放置在神龙一号X光转换靶上游不同位置,分布在电子束轴线两侧,电路设计最高偏压为1 kV;对神龙一号LIA 的X光转换靶面产生的回流离子进行了实验测量,分别得到回流正离子密度约在1021/m3,离子运动速度可达2～3 mm/s。计算比较表明,该离子流强度与神龙一号靶前电子束流相差很大,只有电子束流强的0.27%,对神龙一号电子束聚焦不会造成影响。
直线感应加速器 束靶作用 回流离子 法拉第筒 linear induction accelerator beam-target interaction backstreaming ion Faraday cup
1 中国科学技术大学 信息科学技术学院,合肥 230027
2 中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
简要介绍了回流离子特性参数的检测要求,分析了多种不同检测方法的特点,进行了离子检测综合实验方案的设计。介绍了激光干涉+分幅相机测量、法拉第筒测量、基于单晶硅片的固体径迹测量3种实验方法及实验结果的分析过程,对各自的原始实验数据进行了具体分析,给出了分析结果。对3种实验方法的分析结果,采用信息融合技术,对电子束打靶时所产生的回流离子的种类、运动速度和密度等特性给出了综合性的分析结论,有助于进一步正确认识束靶作用区的物理特性。
信息融合 回流离子 激光干涉 法拉第筒 单晶硅片 information fusion back streaming ions laser interferometry Faraday cup single crystal silicon chip
1 中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
2 清华大学,加速器实验室,北京,100084
3 中国科学院,等离子体物理研究所,安徽,合肥,230031
强流高功率脉冲电子束聚焦成mm量级的束斑后,打击到轫致辐射靶的过程中会产生回流离子,它会导致电子束被提前聚焦,在预定的靶面形成散焦.描述了法拉第筒对12MeV直线感应加速器的轫致辐射靶面可能和生的离子及其参数进行的实验测验,并对实验结果进行了分析讨论.结果表明在靶前60°～70°方向未发现回流离子.
直线感应加速器 束靶作用 回流离子 法拉第筒 Linac Beam-target interaction Backstreaming ion Faraday cup
中国工程物理研究院流体物理研究所,四川,绵阳,621900
建立了强流电子束撞击轫致辐射转换靶而使靶面产生回流离子的物理模型,得到了具有回流离子作用的轫致辐射转换靶前的空间电荷势分布,对可能产生的几种回流离子的运动尺度、回流离子对电子束束斑的影响和利用磁场补偿来消除回流离子的影响的方法进行了计算研究。
回流离子 空间电荷分布 聚焦 磁场补偿 ackstreaming ion space charge distribution focalization magnetic compensation
