1 中国科学院大学, 北京 100049
2 中国科学院 近代物理研究所, 兰州 730000
紧凑型回旋加速器作为重离子医学专用装置同步加速器的注入器，其引出系统设计所用的磁场为TOSCA模型计算磁场。通过单粒子轨道计算确定引出系统的元件类型及基本参数；通过多粒子跟踪确定最终的元件参数和束流参数。为了提高引出效率，改善引出束流品质，在引出位置磁场梯度较大的位置，安放了一块C型磁铁，以改善此处的磁场梯度。同时，为了消除此C型磁铁对主磁场的影响，在此区域安放了一对线圈。计算结果表明引出系统的设计能够保证引出束流的强度和品质符合同步加速器的要求。
紧凑型 重离子 回旋加速器 束流 肿瘤治疗 compact heavy ion cyclotron beam current cancer therapy 强激光与粒子束
2013, 25(11): 2991
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 100049
以中国科学院近代物理研究所正在研制的轴对称磁透镜为例,设计了两种结构的轴对称磁透镜:带屏蔽铁壳的螺线管透镜和极靴形状为锥形的Glaser透镜。带屏蔽铁壳的螺线管透镜产生的轴对称磁场比较均匀,而极靴形状为锥形的Glaser透镜产生的轴对称磁场比较集中。分别采用了两种物理模型计算磁场,同时应用有限元分析软件ANSYS进行数值模拟,最后从物理和工程角度对这两种透镜作了全面比较,得出带屏蔽铁壳的螺线管透镜结构更符合设计要求。
轴对称磁透镜 螺线管 Glaser透镜 磁场强度 焦距 axially symmetric magnetic lens solenoid Glaser magnet magnetic strength focal length
带电粒子在轴对称磁场中一边沿着对称轴向前运动,一边绕对称轴旋转.所以横向运动可以分解为两部分:聚焦运动和子午面的旋转.因此,4维横向传输矩阵可以表示为聚焦矩阵和旋转矩阵的乘积.用旋转矩阵和聚焦矩阵重新推导了总的传输矩阵.然后给出了相应的相椭圆系数矩阵来进一步估算从ECR离子源引出束流的发射度.详细地讨论了束流分布函数的二次矩.
轴对称磁场 旋转子午面 传输矩阵 相椭圆系数矩阵 束发射度 ECR离子源 Axially symmetric magnetic field Rotating meridian plane Transfer matrix Sigma matrix Beam emittance ECR ion source
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
中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000
对HIRFL-CSR工程的主环(CSRm)的共振慢引出进行了设计,并采用Winagile程序对引出过程进行了初步的计算机模拟.主环慢引出采用幅度和动量选择引出机制,其引出通道和快引出通道相同.采用了1/3整数共振慢引出机制来获得约1 s的较均匀的引出束流,该引出束流的水平发射度小于1πmm·mrad.
冷却储存环 慢引出 共振 引出轨道 模拟 Cooling storage ring Slow extraction Third integer resonance Extraction orbit Simulation
中国科学院近代物理研究所,甘肃,兰州,730000
为研究HIRFL-CSR电子冷却装置中电子束穿过电子冷却装置中弯曲螺线管后电子横向能量的变化,用Poisson程序计算出弯曲螺线管的磁场分布,考虑了空间电荷效应,用数值方法模拟计算了电子在弯曲螺线管中的运动情况,得到了电子束横向能量变化最小时磁场各分量与电子束能量和弯曲螺线管几何尺寸之间的关系,并获得了电子束横向能量在束流截面的空间分布。
弯曲螺线管 电子冷却 横向温度 磁场分布 束流截面 toroid electron cooling transverse temperature magnetic field distribution cross-section of electron beam
