中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621999
在注入器段阳极杆内不同位置进行电子束包络的测量可以为多脉冲电子束在注入器段的传输磁场配置调试提供最直接的支撑,也是研究热阴极发射性能的重要手段,测量工作具有极为重要的意义。神龙二号采用热阴极作为多脉冲电子束源的发射体,对真空的要求极高,且加热及降温周期较长,不适合频繁地破坏真空进行测量位置的调整; 针对这样的特点,设计了一套可伸缩式的测量装置,结合多幅分幅相机,在不破坏真空的情况下,可以完成多个位置的束包络的时间分辨测量,在提高测量效率的基础上进一步提高了注入器的调试效率。
神龙二号 注入器 束包络 分幅相机 Dragon-Ⅱ LIA injector electron beam envelope framing camera 强激光与粒子束
2017, 29(8): 085101
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
为了在介质壁加速器中增大轴向加速电场,提高加速梯度的同时抑制径向电场对束包络的扩张,提出了在每个加速电极上添加金属栅网结构。采用基于粒子云网格方法的电磁粒子模拟软件对不加栅网与添加栅网的电极结构进行了数值仿真,分析了不同结构下加速管道中的电场分布和束包络变化。通过实验对比了两种不同结构下经过相同的加速长度获得的粒子能量。结果表明: 添加金属栅网结构相对于不加栅网的金属小孔式结构,轴向加速电场强度提高20%,同时径向电场得到有效抑制; 栅网结构下,被加速的粒子束在自由漂移空间中的径向发散基本得到抑制; 在相同的加速长度下加速H+3粒子,栅网结构得到的能量增益提高了一倍。
介质壁加速器 金属栅网结构 场分布 束包络 数值仿真 dielectric wall accelerator metal grid structure distribution of electric field beam profile numerical simulation 强激光与粒子束
2016, 28(4): 045101
1 华北电力大学 电气与电子工程学院， 北京 102206
2 北京应用物理与计算数学研究所， 北京 100088
通过计算和分析周期聚焦磁场强度和表征束自生场强度的束导流系数的变化对强流粒子束运动特征的影响，系统研究了强流粒子束的非线性共振和束晕现象。采用庞加莱截面技术对束核包络振荡及其单粒子运动轨迹进行了数值模拟，清楚地展示了不同情况下束核包络非线性振荡以及对应的试验粒子空间分布。结果表明: 束核自生场使得束核包络发生非线性振荡，随着束核自生场和聚焦磁场的增加，伴随着束核共振岛的出现，单粒子空间分布出现越来越多的束晕粒子。
束晕-混沌 周期聚焦通道 非线性共振 束包络 halo-chaos periodic focusing channel nonlinear resonances beam envelope 强激光与粒子束
2014, 26(1): 014004
中国工程物理研究院 核物理与化学研究所， 四川 绵阳 621900
为了对高压倍加器和静电加速器等低能加速器中一些具有特殊结构的轴对称静电元件进行模拟和设计，采用传输矩阵法编写了直流束的束流光学计算程序，并利用该程序对高频离子源预聚焦系统和移动式加速器中子源的束流光学系统进行了模拟和设计。程序将整个轴对称静电场区域看作厚透镜，并均分成若干个小区间，先利用其他电磁场软件计算区域内的轴上电势分布，然后根据该电势分布计算每个小区间内的束流传输情况得到束流的包络曲线。该程序可以用于计算非线性效应可忽略的复杂轴对称静电场中强流和弱流束的传输，且所需计算时间很短。
束流光学 束包络 传输矩阵法 轴对称静电场 移动式加速器中子源 beam optics beam envelope transfer matrix method axial symmetrical electrostatic field compact accelerator-driven neutron source
