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直线感应加速器束流崩溃不稳定性数值模拟

直线感应加速器中的束流崩溃不稳定性(BBU)是束流脉冲与感应加速腔相互作用的结果。束流脉冲经过加速腔时将在其中激励起横向尾场,而横向尾场又将使束流质心产生横向高频振荡,这两种因素互相耦合,最终导致束流崩溃不稳定性。由于束流崩溃的过程非常复杂,采用解析分析方法得出的结论比较粗略[1],必须采用数值模拟以及试验才能进行比较全面深入的研究。1 数值模拟原理  将束流脉冲等分成m个束片,研究它们在n个加速腔中的运动。束流脉冲经过加速腔时,将受到加速电场,横向尾场和螺线管线圈磁场的作用,因而能量、动量和质心的横向位移都会发生变化。将加速腔分成漂移段和加速间隙两段,在漂移段只考虑轴向磁场的作用,我们假定在一个加速腔中,螺线管磁场是均匀分布的。从文献[1]中的理论分析出发,可以导出第i个加速腔漂移段中第j个束片的质心横向位移rd(i,j)和横向动量r′d(i,j)的递推关系rd(i,j)=r(i-1,j)cos(kβl)+r′(i-1,j)/...  (本文共4页) 阅读全文>>

《原子能科学技术》2003年03期
原子能科学技术

兰州重离子加速器放射性次级束流线的改进与发展

兰州重离子加速器放射性次级束流线(RIBLL)1997年12月投入运行以来,利用兰州重离子加速器(HIRFL)提供的75MeV u12C、65MeV u13C、75MeV u18O、80MeV u20Ne、75MeV u22Ne、69MeV u36Ar、55MeV u40Ar等初级束流,成功地为国内外不同实验组提供了数千小时6He、8He、11Li、11Be、12Be、14Be、8B、13~15B、9,15~17C、12N、17,18N、17F、17Ne、23Al、27~29P、28~30S、31Cl等放射性次级束流。在此期间,RIBLL在许多方面不断地得到改进和提高。1 RIBLL简述图1 兰州重离子加速器放射性次级束流线Fig.1 RadioactiveionbeamlineinLanzhou2B04———初级束流50°偏转磁铁;T0———初级靶室;D0———校正磁铁;C1,C2———散焦点;D1~D4———分析磁铁;T1,...  (本文共5页) 阅读全文>>

《中国原子能科学研究院年报》2003年00期
中国原子能科学研究院年报

用于AMS的束流测量与调试系统

HI-13串列加速器质谱计的束流测量系统由可变狭缝仪、法拉第筒、荧光靶和探测器等构成,其中,可变狭缝仪、法拉第筒和荧光靶实验中需由试验人员手动操作,影响实验工作效率。为改变这一状况,已将可...  (本文共1页) 阅读全文>>

《数字技术与应用》2018年01期
数字技术与应用

基于质子治疗的束流信息管理设计

1引言质子治疗技术[1]近年来它已成为医学界研究的前沿热点,同时质子治疗系统的研发和建设也成为国内投资的热点。根据PTCOG统计的2017年中国在建质子中心及其使用方案[2]可以看出,中国质子中心的建设方案均采用多治疗室方案。该方案的特点是多个治疗间共用一套加速器及束流输运系统,病人治疗过程中的质子束流需要由束流管理服务进行统一调度、生产和操作。本文结合作者在广东恒聚质子中心集成项目中的开发经验给出一种束流管理的设计。2束流管理设计2.1束流管理模型质子治疗系统中的束流管理模型通常如图1所示。系统中每个治疗间由独立的治疗管理系统来负责协调、同步治疗过程中需要参与的各个系统模块共同完成治疗功能。其中治疗控制服务模块负责向束流管理服务发起各项束流操作,一旦束流就绪便控制治疗头进行病人的治疗。束流管理服务负责束流的调度并控制加速器系统完成束流的各项操作。为满足点扫描治疗过程中点与点间的移动和不同位置的剂量实时控制要求,治疗头与加速器系...  (本文共3页) 阅读全文>>

《强激光与粒子束》2003年06期
强激光与粒子束

虚阴极振荡器中束流质量影响的粒子模拟

虚阴极振荡器作为一种重要的高功率微波源,具有结构简单、频率可调、无需引导磁场、输出功率高等一系列优点,同时,也存在微波产生效率低、主频不稳、频带较宽、多模并存等缺点[1~3]。为了提高效率,一方面人们对其结构进行了种种改进,本文研究采用的轴向反馈式虚阴极振荡器[4]便是其中的一种;另一方面,人们对其产生微波机理的认识以及相关因素影响的研究也在进一步加深。束流作为虚阴极振荡器产生微波的能量馈源,其质量对束波转换效率等的影响不容忽视。目前,关于这方面的研究鲜于报导,多数研究者认为虚阴极振荡器对束流质量要求较低,多为定性的解释。由于虚阴极振荡器的物理机制复杂,很难给出明确的解析解,对于束流质量的影响,更难于用解析的方法进行分析,故本文采用粒子模拟的方法[5]对轴向提取反馈式虚阴极振荡器中束流质量影响进行研究。1 模 型Fig.1 Schematicofanaxiallyextractedvircatorwithfeedback图1 轴...  (本文共4页) 阅读全文>>

《国防科技大学学报》2003年06期
国防科技大学学报

束流调制型虚阴极振荡器的研究

高功率微波技术具有广阔的军用和民用前景,作为其中关键技术的高功率微波源近年来得到广泛的关注和迅速发展[1]。在众多的高功率微波源中,虚阴极振荡器以其结构简单、频率可调、输出功率高等特点,一直受到各国研究者的重视。传统虚阴极振荡器具有束波转换效率低、微波频带宽的缺点,因而使用范围受到限制。为了提高虚阴极振荡器的束波转换效率、降低微波频带宽度,许多研究者提出了改进型虚阴极振荡器[2~4],其中,对入射电子束进行调制是提高虚阴极振荡器运行性能的较好方法。1 模型的提出虚阴极振荡器的工作机制十分复杂,目前仍没有解析理论可以对其内在物理特性作全面的描述,但其基本工作原理是:当注入漂移空间的电子束流超过其空间电荷限制电流时,在阳极后将形成等于阴极电位的电势极小区域,即虚阴极。振荡的虚阴极以及在阴极和虚阴极之间振荡的束电子均辐射强电磁波。研究者主要采用粒子模拟和实验方法研究虚阴极振荡器,但是从粒子模拟和实验中获得的规律性认识是十分有限的,因此...  (本文共4页) 阅读全文>>