分子离子研究装置低能传输线设计

发布时间：2023-02-08 18:41

　　重离子加速器冷却储存环是分子离子复合离解研究的有力工具,当前国际上一些实验室已经开展了相关研究工作,由于磁刚度的限制,这些实验室只能对质量数低于70amu的分子离子进行研究。中国科学院近代物理研究所重离子加速器冷却储存环CSRe具有较高的磁刚度,适合对高质荷比的重离子开展研究工作。中国科学院近代物理研究所拟在CSRe上建设分子离子复合离解研究装置(Molecular Ion Dissociative Recombination Research Facility-MIRF),以开展高质量数分子离子的研究工作,本论文的主要工作是设计MIRF低能束流传输系统(LEBT)。 基于CSRe原有的Lattice结构,需要设计一条独立的分子离子注入线,以完成分子离子的加速、传输及CSRe的注入。MIRF注入线按能量划分为低能传输系统(LEBT)和中能传输系统(MEBT)。MIRF-LEBT主要由150kV倍压型高压加速器、聚焦元件和磁分析系统组成,辅助设备包括束诊元件、真空系统、水冷系统及控制系统。 MIRF-LEBT拟采用先加速后分析的设计方案,其中,低能加速系统主要由一台150kV倍压型高压加...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 分子离子研究背景
    1.1 分子离子研究的意义
        1.1.1 星际分子的形成
        1.1.2 分子离子的复合离解
    1.2 国际上分子离子复合离解研究装置简介
    1.3 ⅢRFL-CSR兰州重离子加速器冷却储存环简介
第二章 束流动力学
    2.1 加速器中运动参量的相对论表述
    2.2 束流相椭圆及其方程
    2.3 刘维定理
    2.4 不考虑空间电荷效应时线性传输系统的轨迹方程
    2.5 非加速区不考虑空间电荷效应时束流包络方程的一般形式
第三章 分子离子研究装置概念设计
    3.1 HIRFL-CSR简介及注入能量要求
    3.2 分子离子研究装置概念设计
    3.3 分子离子研究装置低能传输线设计
第四章 分子离子研究装置低能传输线设计
    4.1 分子离子源
    4.2 150KV倍压型高压加速器设计
        4.2.1 加速与分析的方案设计
            4.2.1.1 前分析方案
            4.2.1.2 后分析方案
        4.2.2 150kV倍压型高压加速器总体设计方案
        4.2.3 150kV倍压型高压加速器的电场分布模拟
        4.2.4 加速管优化设计
            4.2.4.1 加速管的基本结构
            4.2.4.2 加速管电场分布模拟
            4.2.4.3 离子源引出极在不同位置时的束流包络模拟
        4.2.5 加速管束流动力学模拟
            4.2.5.1 加速管中A=150amu束流的其它动力学参数模拟
            4.2.5.2 加速管中A=50amu的束流动力学模拟
        4.2.6 抑制电极的设计
    4.3 聚焦元件设计
        4.3.1 螺线管透镜的注入匹配尝试性研究
        4.3.2 磁四极透镜的聚焦原理
        4.3.3 磁四极透镜的匹配模拟
    4.4 磁分析系统设计
        4.4.1 分析磁铁的工作原理
        4.4.2 分析磁铁的边缘角设计
        4.4.3 MIRF分析磁铁总体设计
        4.4.4 分析系统束流动力学模拟
            4.4.4.1 Tace-3D程序对分析系统束流包络的模拟
            4.4.4.2 Beampath程序对分析系统束流传输的模拟
    4.5 RFQ注入设计
        4.5.1 Triplet设计
        4.5.2 MIRF-LEBT束流动力学模拟
    4.6 MIRF-RFQ设计目标
第五章 结论
    5.1 主要结论
    5.2 MIRF-LEBT设计方案及相关参数总结
    5.3 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢



本文编号：3738181