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
南华大学 城市建设学院, 湖南 衡阳 421001
基于热电制冷热力学循环分析了热电制冷器正常工作的温度条件, 以及两种极限工况性能受工作温度条件的制约关系。优值系数是热电制冷器性能的内在制约, 散热和温度条件则是热电制冷性能的外在制约,热电制冷元件工作的温度特性与电子元件工作的理想温度条件是非常适应的。基于热电制冷的主动冷却技术对高热流密度电子集成部件的封装散热具有重大意义。
热电制冷 温度条件 优值系数 电子冷却 thermoelectric refrigeration temperature condition figure of merit electron cooling
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
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 北京大学,重离子物理研究所,北京,100871
2 重离子物理教育部重点实验室,北京,100871
3 中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000
HIRFL-CSR的电子冷却系统是采用强流电子束对重离子束进行冷却.在冷却段漂移管区,由于强流电子束自身的空间电荷场和螺线管磁场的作用,使得电子束的包络发生振荡.通过求解电子束的横向包络方程,研究了强流电子束包络随电子束参数和螺线管聚焦磁场的变化关系.计算结果表明:对于不同的电子束能量和磁场,电子束包络的振荡频率也不相同;在相同的条件下,磁场越强,电子束包络振荡幅度越小,电子束能量越大,其包络的振荡频率也越快.
电子冷却 空间电荷场 包络方程 强流电子束 E-cooler Space charge field Envelope equation Intense electron beam
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
通过求解电子冷却系统中冷却段漂移管区的强流电子束产生的空间电荷场,研究了电子束空间电荷效应对电子温升的影响.结合HIRFL-CSR电子冷却系统的典型参数,得到了电子在自身空间电荷场和纵向螺线管磁场组成的交叉场作用下产生的漂移速度和由此引起的附加温度大小,并指出减小电子束空间电荷效应的方法.
电子冷却 空间电荷 冷却效率 漂移速度 温升 Electron cooler Space charge Cooling efficiency Transversal drift velocity Temperature rise
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
电子冷却系统中冷却力的大小与电子束的温度密切相关.由于强流电子束自身产生的空间电荷场,使得电子束的速度离散,增加了电子束温度,降低了冷却效率.为了减小空间电荷效应,HIRFL-CSR的电子冷却系统将首次采用空心电子束对储存环中的重离子束流进行冷却.通过分析实心电子束和空心电子束的空间电荷场,研究了其对电子束速度和温度的影响.
电子冷却 空间电荷场 空心电子束 Electron cooling Space charge field Hollow electron beam
