分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2024-01-18
摘要: 本文介绍了环形加速器中的粒子动力学,环形加速器中带电粒子的运动分为横向运动与纵向运动。本文的题材来自于加速器的理论与设计,我们试图将物理问题与数学方法有机地结合起来讨论环形加速器中的粒子动力学。一方面,物理问题的提出推动了数学的发展,另一方面,数学的发展使得物理问题可采用更加高级的数学工具来简化物理问题的解决,从而解决物理问题更加容易。本文的特色是运用哈密顿力学处理环形加速器中的粒子的横向运动和纵向运动。
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2023-10-07
摘要: 由Lienard-Wiechert势出发,定义了近场加速与远场加速的概念,结合麦克斯韦方程给出了普遍的加速定理。由普遍的加速定理可以演化出各种加速方法。近场加速可近似看作为常规的射频直线加速器,近场加速中有各种慢波加速结构,分行波和驻波两大类,高频腔是最基本的加速结构,它的原型是圆柱谐振腔(pillbox),而慢波加速结构可等效为相互耦合的谐振腔链。慢波加速结构的基本特性可由电磁场的解析求解和数值求解而获得。我们用场分析方法、等效电路的方法给出了行波加速结构和驻波加速结构的统一的色散关系。我们侧重于直线加速器,因为带电粒子的加速是在加速结构中完成,磁铁用于带电粒子束的储存。所以讨论了直线加速器中的带电粒子的粒子动力学。将直线加速器中的纵向运动和横向运动化为了两个标准映射,可用于粒子动力学的非线性分析。对于远场加速,主要有逆自由电子激光加速、逆切伦柯夫加速、回旋自共振加速等,这些加速方案适用于低能情形。在存在其他电荷下,有等离子体尾场加速器,它是未来加速器最有力的候选方案。目前等离子体尾场加速器主要集中于激光等离子体尾场加速器研究,激光等离子体尾场加速器研究集中于非线性空泡模型的研究,空泡模型可以获得高品质的单能电子束。加速器的应用主要在粒子物理、核物理,粒子物理、核物理的发展是加速器发展的主要推动力,加速器同时应用于同步辐射光源、自由电子激光、散裂中子源、洁净核能源,所以加速器在科学研究的诸多方面都存在应用。
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2023-01-12
摘要: 自由电子激光(FEL)是一种以高品质电子束在周期磁场中运动产生受激辐射来放大电磁辐射的强相干光源,它有低增益和高增益两种工作模式。本文讨论了自由电子激光的发展概况,给出了一维近似下低增益自由电子激光、高增益自由电子激光的的基本理论。主要讨论了高增益自由电子激光的实验装置。 给出了自由电子激光装置的物理设计基本方法和设计思想。
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2022-07-25
摘要: 加速器中带电粒子的运动分为横向运动与纵向运动,加速器中的纵向运动即为相运动,给出了一维近似下的相运动方程,相运动的稳定性物理机制和相位条件。给出了一个纵向运动的标准映射,可用于非线性动力学研究。模拟研究了二台S波段电子直线加速器,验证了相运动的基本理论,模拟结果与基本理论一致,吻合的很好。提出了在常规直流高压电子枪的电子直线加速器中,直接将直流高压电子枪更换成光阴极微波电子枪,并使用束团压缩器的实验研究方案,同样可以获得高峰值电流的短电子束团。
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2022-06-13
摘要: 本文提出了束团压缩物理的产生背景,束团压缩的基本原理、种类。运用束流光学的基本理论,给出了 束团压缩的基本理论公式,论证了束团压缩的高阶限制。分析讨论了单级压缩、两级压缩中存在的设计 物理问题,总结了束团压缩设计中经常遇见的一些物理问题。关于束团压缩的束流动力学问题,给出了 束团压缩器中的粒子运动方程,以及完整的动力学方程-Vlasov方程。讨论了相干同步辐射效应和微束团 不稳定性。最后,分析了磁压缩器中的误差问题。
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2021-03-03
摘要: 本文讨论了常规电子直线加速器的设计问题, 并以一台 10 MeV 的电子直线加速器为例穿插其中讨论了常规电子直线加速器的设计。常规电子直线加速器由电子枪、聚束部分、光速部分所组成,而且在直线对撞机装置、自由电子激光装置中经常用到束团压缩部分。我们对每一部分都进行了分析与讨论,主要包括纵向、横向束流动力学方面, 总结了一系列的行之有效的设计思想与方法。
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2018-07-10
摘要: 本文分析讨论了加速器的百年历史, 从思想的萌芽、理论的突破与准备、技术的准备与储存、实验的成功、加速器的未来与展望等几个方面进行了论述。
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2018-06-20
摘要: 本文讨论了加速结构中的解析求解问题, 主要讨论了场和等效电路两种求解方法。
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2018-01-01
摘要: 本文研究了直线加速器中高次空间谐波对束流动力学的影响.
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2017-01-04
摘要: 摘要 摘要 高亮度的超短电子束团的产生是目前电子直线加速器的一个研究方向。 常规加速器与基于等离子体的加速器都能产生超短(亚皮秒)束团。本文简要描述了一台产生超短电子束团加速器装置,并进行了模拟研究。