王云
,
陈志
,
赵红卫
,
赵阳阳
,
孙良亭
,
杨尧
,
钱程
,
武启
,
马鸿义
,
张文慧
,
张子民
,
张雪珍
,
刘占稳
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.30.02.141
为了提高强流ECR离子源的引出束流品质，分别设计了1#和2#引出系统，利用束流引出模拟软件PBGUNS对1#和2#引出系统进行了质子束流引出与传输的模拟计算，结合实际测得的发射度数据分析引出系统，发现2#引出系统比1#引出系统引出束流品质高。对ECR离子源引出系统的电势等位线分布等参数引起的球差进行了简单数学推导及MATLAB绘图，并结合1#和2#引出系统束流相图模拟结果证明了球差会使引出束流品质有效发射度增长，通过适当加大电极孔径可改善束流聚焦情况，得到了束流光学聚焦较好的束流引出系统设计。
关键词:
ECR
,
束流引出系统
,
电势等位线分布
,
球差
武启
,
贾欢
,
马鸿义
,
张文慧
,
方兴
,
杨尧
,
马保华
,
王辉
,
孙良亭
,
何源
,
赵红卫
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.32.S1.5
研制了一套强流质子源及低能传输线(LEBT)注入器用于ADS质子直线加速器。质子源产生35 keV强流束经过低能传输段聚焦进入射频四极(RFQ)入口。低能传输段不匹配是强流RFQ中引起束流丢失的主要原因。不同加速段的束流匹配是减少束流损失与抑制发射度增长的重要手段。束流损失导致RFQ电极表面受热变形进而引起高频打火，降低RFQ长期运行的稳定性。针对以上问题，研究LEBT发射度在不同的实验条件下如何实现加速器更好的匹配。研究结果表明，LEBT出口束流在35 keV，10 mA下，束流发射度小于0.2πmm·mrad，当LEBT螺线管电流为210和270 A时，束流在RFQ入口满足匹配条件。
关键词:
ADS加速器
,
ECR质子源
,
LEBT
,
发射度
金钱玉
,
赵环昱
,
张俊杰
,
沙杉
,
张周礼
,
李章民
,
刘伟
,
张雪珍
,
孙良亭
,
赵红卫
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.32.S1.10
基于直接等离子体注入(Direct Plasma Injection Scheme，DPIS)的方法，设计并建造了一台低能段离子加速装置；目前实验上利用该方法成功地加速了峰值流强为11.28 mA，能量为593 keV/u的C6+脉冲束流。考虑到激光离子源产生的束流为脉冲束，且具有能散大，强度高等特点，给低能传输线(LEBT)的设计带来很大的困难，而DPIS方法则简单易行，可有效地提高注入效率；因此该装置将激光离子源与RFQ直接连接在一起，将离子源产生的等离子体直接注入到RFQ，并没有采用传统的LEBT。并采用IGUN程序对该注入方法进行了模拟，计算确定了离子源引出的强流脉冲束的参数以及注入效率，模拟的结果与实验的测量值一致。
关键词:
激光离子源
,
RFQ
,
直接等离子体注入
,
引出模拟
钱程
,
陈志
,
马鸿义
,
武启
,
张文慧
,
王云
,
杨尧
,
方兴
,
孙良亭
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.30.01.032
ECR离子源的等离子体阻抗对其微波传输与阻抗匹配设计至关重要.在中国科学院近代物理研究所现有的2.45 GHz ECR质子源上,对等离子体阻抗进行了测量.首先用水吸收负载代替等离子体负载测量得到了所用微波窗阻抗,然后根据质子源测量数据,推算得到了等离子体阻抗.实验结果表明,脊波导输出端阻抗与后续负载不完全匹配,等离子体阻抗随微波功率变化呈非线性.这些结果为ECR离子源过渡匹配和微波窗的设计提供了参考依据.
关键词:
ECR离子源
,
等离子体阻抗
,
脊波导
,
阻抗匹配
唐城
,
钱程
,
孙良亭
,
张雪珍
,
张子民
,
李中平
,
赵环昱
,
卢旺
,
赵红卫
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.34.02.164
使用电子枪对ECR(Electron Cyclotron Resonance)等离子体注入外电子束是继铝衬弧腔、偏压盘之后,对等离子体电子的额外补充的又一种手段,通过向弧腔中注入一定能量与流强的电子束,以期提高引出束流的流强与电荷态.但由于该方法可控参数繁多,经验积累与报道资料都很少,且设计与操作远不如偏压盘等手段简便,故一直未能得到深入研究.通过以三维仿真软件CST粒子工作室对注入到弧腔电子束的运动轨迹的模拟结果为依据、以18 GHz ECR蒸发冷却源为平台,进行了ECR等离子体注入电子束的实验,结果表明:在一定实验条件下,当注入电子束能量超过1800 eV时,会产生一种引出的离子束流的激增现象.在这个现象中,脉冲与直流的流强均比未注入电子时要高,束流电荷态向高价方向移动,且可通过控制实验条件来控制这种现象.最后对于这种电子并未通过共振面,却能起到提高电荷态与流强的作用进行了分析与讨论,并认为该现象在改善直流束与脉冲束性能的方面都有着积极的意义.
关键词:
ECR等离子体
,
电子枪
,
注入组件
,
磁约束
,
共振面
曹云
,
马雷
,
孙良亭
,
张子民
,
赵红卫
,
马保华
原子核物理评论
doi:10.3969/j.issn.1007-4627.2004.01.006
简单介绍了采用炉子加热、挥发性金属化合物和溅射产生ECR离子源的金属离子的3种方法和实验结果, 主要研究了铜、锌、镍和铁等多种电荷态离子的产生. 对3种方法分别进行了探讨.
关键词:
ECR离子源
,
加热炉
,
挥发性金属化合物法
,
高电荷态
,
溅射
谭彪
,
武启
,
杨尧
,
孙良亭
,
张雪珍
,
赵红卫
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.33.01.036
对于低能强流离子束来说，空间电荷效应的存在将导致束流发散、发射度增加等一系列问题，从而降低束流品质。幸运的是，当束流由离子源引出通过低能传输线时会与其中的剩余气体发生电离反应，产生二次电子与二次离子；二次电子在束流自身产生的电场作用下，在束流中积累并中和部分空间电荷，达到抑制空间电荷效应的效果。为了测量空间电荷中和程度，中国科学院近代物理研究所研制了一台三栅网式能量分析仪用以测量电离过程中产生的二次离子能量来间接计算空间电荷中和度。实验结果表明，对于40 keV,18.5 mA的质子束，真空度为1.5×10?3 Pa时得到最佳补偿度；真空度一定的情况下，空间电荷补偿度随束流流强增加而变大。
关键词:
空间电荷效应
,
空间电荷补偿度
,
三栅网式能量分析仪
