条带型纳秒脉冲冲击器设计研究
发布时间：2021-03-03 17:55
同步辐射光源是众多基础学科研究的重要工具之一,目前已经发展到接近衍射极限的第四代光源。为了减小束流发射度,衍射极限储存环在设计时采用了高梯度的四极铁和六级铁,增加了非线性效应,导致束流动力学孔径减小,传统的离轴凸轨注入法将不再适用。纵向累积注入和置换式注入属于在轴注入,对动力学孔径要求较低,能够满足衍射极限储存环的注入要求。在这类注入方法中,条带型纳秒脉冲冲击器是关键部件。由国家同步辐射实验室提出的合肥先进光源（Hefei Advanced Light Facility,HALF）是一个基于衍射极限储存环的第四代光源,目前预研工作正在进行,其中离轴注入和在轴注入方案都在预研范围内。本文主要介绍了应用于HALF在轴注入方案的条带型纳秒脉冲冲击器的设计与研究情况。对在轴纵向累积注入原理进行了分析,给出纵向注入方案对纳秒冲击器的技术要求。在已有文献的基础上,改进了用于研究冲击器、束团、高压纳秒脉冲之间关系的时序图,得到更完善的纵向累积注入方案中储存环内束团与纳秒脉冲的时序关系。并以此推导了冲击器电极长度和高压脉冲形状,幅值间的联系。根据传输线理论,介绍了条带型纳秒冲击器的工作原理,总结了冲击...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２回旋加速器示意图??
?第１章绪论???ｉ?Ｉ?ｍ?Ｊ－Ｕ?ｎ?ｗ?ｉ?｜??Ｈａｉｏｃ?ｒｏｍｐｏｉ＞？Ｑｔ？?ｔ？ｆ?ｍ?｜?ｔ?＊?１１１??Ｕｍｐ?｜＞Ｍｂ?＊？?ｂｏ?ｉ＊??ｂｙ?ｔｂｅ?Ｖｍｍ．．?？?＊?＊?＊?＾?＊??图１．２回旋加速器示意图??为了减小磁铁的体积，可以根据粒子的能量同步改变磁场强度和加速电场的??频率。这样可以保持粒子轨道半径不变并且粒子在经过高频电场时处于加速相位，??这就是同步加速器，如图１．３所示。其中蓝色的元件就是用于偏转带电粒子的二??极磁铁。??图１．３碳离子治疗系统同步加速器??理论上，采用同步加速器可以一直加速粒子，增加粒子的能量。当粒子能量??超过某个值后，尤其是电子，其能量的增长量越来越小，即使增加高频电场的电??压，电子能量也上不去。科学家们了解到粒子受磁场偏转时，会在其轨道的切向??方向辐射出电磁波。粒子能量越大，辐射越强，与粒子能量的四次方成正比，这??就是同步辐射光。同步辐射现象限制粒子能量的增加，这是加速器物理学家不愿??意看到的，却引起其他领域科学家的兴趣。大家开始探索这种特殊的光在其他领??域的应用。??２??
?第１章绪论???ｉｓｒ?ｓ＂？１?處＾??麵??图１．４?ＢＥＰＣ储存环大厅??早期的同步辐射光是应用于高能粒子研宄的同步加速器的副产品，相应的装??置称之为第一代光源。ＢＥＰＣ是我国第一台高能加速器，在建设之初就制定了“一??机两用”的方针。有两种运行模式，对撞模式和同步辐射专用模式［２，３］，ＢＥＰＣ储??存环大厅如图１．４所示。??之后第一代光源同步辐射光的品质，使用机时等无法满足实验科研人员的要??求，科学家们开始建造专门用于同步辐射光的装置，主要利用弯转磁铁获得同步??辐射光，这称为第二代同步辐射光源，如未升级改造前的合肥光源（ＨＬＳ）?［４，５］。??图１．５是合肥光源未升级改造前的储存环大厅。????■?一一一．．嘗、修．．一■?■…．．〒．＋命．．ｐ．?－．■’咖―＾??，咖ｗ＿ｉ‘咖咖．??图１．５未升级改造前合肥光源（ＨＬＳ）储存环大厅??到了九十年代，科学家们在同步辐射光源储存环的直线段上增加波荡器，扭??摆器等插入件，减小了光斑尺寸，降低了发射度，增加了亮度，进一步提高光束??的品质，性能，这样的装置称之为第三代同步辐射光源。上海光源（ＳＳＲＦ）是我??国大陆第一台第三代同步辐射光源［６，７］。图１．６是上海光源的鸟瞰图。??３??
本文编号：3061682
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２回旋加速器示意图??
?第１章绪论???ｉ?Ｉ?ｍ?Ｊ－Ｕ?ｎ?ｗ?ｉ?｜??Ｈａｉｏｃ?ｒｏｍｐｏｉ＞？Ｑｔ？?ｔ？ｆ?ｍ?｜?ｔ?＊?１１１??Ｕｍｐ?｜＞Ｍｂ?＊？?ｂｏ?ｉ＊??ｂｙ?ｔｂｅ?Ｖｍｍ．．?？?＊?＊?＊?＾?＊??图１．２回旋加速器示意图??为了减小磁铁的体积，可以根据粒子的能量同步改变磁场强度和加速电场的??频率。这样可以保持粒子轨道半径不变并且粒子在经过高频电场时处于加速相位，??这就是同步加速器，如图１．３所示。其中蓝色的元件就是用于偏转带电粒子的二??极磁铁。??图１．３碳离子治疗系统同步加速器??理论上，采用同步加速器可以一直加速粒子，增加粒子的能量。当粒子能量??超过某个值后，尤其是电子，其能量的增长量越来越小，即使增加高频电场的电??压，电子能量也上不去。科学家们了解到粒子受磁场偏转时，会在其轨道的切向??方向辐射出电磁波。粒子能量越大，辐射越强，与粒子能量的四次方成正比，这??就是同步辐射光。同步辐射现象限制粒子能量的增加，这是加速器物理学家不愿??意看到的，却引起其他领域科学家的兴趣。大家开始探索这种特殊的光在其他领??域的应用。??２??
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