检索结果-内蒙古大学图书馆

原子能科学技术 2025年第2期59卷 487-493页

作者：王常强杨京鹤杨誉闫洁范雨轩吕约澎李良王修龙王国宝中国原子能科学研究院北京102413

在低能输运线内,空间电荷、聚焦线圈球差以及束流切割器等引起束流发射度的变大和束流中的H_(2)^(+)、H_(3)^(+)等杂质粒子均会增加束流与后续结构的匹配难度,并且为满足实验终端及环形加速器的注入要求,需要将束流切割成不同时间结构... 详细信息

在低能输运线内,空间电荷、聚焦线圈球差以及束流切割器等引起束流发射度的变大和束流中的H_(2)^(+)、H_(3)^(+)等杂质粒子均会增加束流与后续结构的匹配难度,并且为满足实验终端及环形加速器的注入要求,需要将束流切割成不同时间结构。设计低能输运线为双聚焦磁铁结构,并且利用双倾斜极板束流切割器完成脉冲时间结构的切割。优化聚焦磁铁结构,设计带有导向线包的聚焦磁铁以缩短束流输运线长度,降低发射度的增加,并通过动力学模拟计算实现离子源到切割器和RFQ加速器的束流匹配。针对H_(2)^(+)、H_(3)^(+),根据束流包络设计多级准直结构,降低其在束流中的占比。根据束流动力学设计完成低能输运线束流实验,测试结果表明在传输线出口束流强度为59.6 mA,束流发射度为0.245 mm·mrad,束流纵向切割后可实现400μs和100 ns等不同脉冲宽度束流。束流强度、发射度和脉冲结构均能满足目标要求。

关键词：低能输运线聚焦磁铁束流切割器发射度束流动力学

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用于硼中子俘获治疗的强流回旋加速器束流动力学研究

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原子能科学技术 2025年第1期59卷 220-230页

作者：冀鲁豫安世忠管锋平魏素敏边天剑邢建升郑侠解怀东王飞王哲黄鹏陈忻禹陆锦荣中国原子能科学研究院北京102413

中国原子能科学研究院正在研制用于硼中子俘获治疗(boron neutron capture therapy,BNCT)的18 MeV、1 mA的强流回旋加速器。为了评估加速器加速束流的能力,开展了束流动力学研究。使用静、动态轨道分析和相空间匹配,评估加速区接收、加... 详细信息

中国原子能科学研究院正在研制用于硼中子俘获治疗(boron neutron capture therapy,BNCT)的18 MeV、1 mA的强流回旋加速器。为了评估加速器加速束流的能力,开展了束流动力学研究。使用静、动态轨道分析和相空间匹配,评估加速区接收、加速的能力;使用粒子跟踪方法计算中心区参考粒子匹配度和接收度;通过调节剥离点位置和倾斜角实现引出束流参数控制并使用多粒子跟踪方法定量地计算引出束流参数。计算结果表明,加速区具有足够大的稳定区,中心区相位接收度为60°,径向和轴向的接收度分别为1.33πmm·mrad和2.01πmm·mrad,引出束斑尺寸为9.62 mm×7.64 mm。通过对研究结果的分析,认为加速器可以满足1 mA强流束加速条件。

关键词：回旋加速器强流质子束流动力学

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750keV射频四极注入器束流动力学设计

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强激光与粒子束 2007年第9期19卷 1533-1536页

作者：杨国君张卓何小中中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

描述了一台750 keV,201.25 MHz的射频四极注入器束流动力学设计。在考虑与35 MeV质子直线加速器匹配、功耗小、传输效率高等原则的基础上,提出了加速器的技术要求。给出了两套设计方案的主要参数和设计结果。分析了能散度、发射度、Twis... 详细信息

描述了一台750 keV,201.25 MHz的射频四极注入器束流动力学设计。在考虑与35 MeV质子直线加速器匹配、功耗小、传输效率高等原则的基础上,提出了加速器的技术要求。给出了两套设计方案的主要参数和设计结果。分析了能散度、发射度、Twiss参数、注入流强和能量等参数在非理想匹配条件下对束流传输效率的影响。比较了两套方案的异同点。模拟计算结果表明,两套设计方案均可以满足物理要求,传输效率都在99.3%以上。

关键词：射频四极加速器束流动力学传输效率

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中国原子能科学研究院回旋加速器束流动力学与多物理场模拟技术发展与应用

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原子能科学技术 2019年第10期53卷 2031-2041页

作者：安世忠王川李明冀鲁豫边天剑王峰黄鹏王胜龙张天爵中国原子能科学研究院回旋加速器研究设计中心

经过60年的发展,中国原子能科学研究院(CIAE)独立自主地开展了基于PIC技术的强流回旋加速器束流动力学的大规模并行计算的核心算法研究,开发了CYCPIC2D、CYCPIC3D和OPAL-CYCL等强流回旋加速器束流动力学模拟程序,搭建了专用的高性能并... 详细信息

经过60年的发展,中国原子能科学研究院(CIAE)独立自主地开展了基于PIC技术的强流回旋加速器束流动力学的大规模并行计算的核心算法研究,开发了CYCPIC2D、CYCPIC3D和OPAL-CYCL等强流回旋加速器束流动力学模拟程序,搭建了专用的高性能并行化计算机群PANDA。本文以CIAE已建成及在研的不同类型的回旋加速器为例,总结了回旋加速器基本束流动力学的分析方法和主要计算结果,并介绍了CIAE在回旋加速器束流动力学与多物理场模拟技术方面的发展与应用。

关键词：回旋加速器束流动力学多物理场模拟强流

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基于Geant4的回旋加速器束流动力学计算

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强激光与粒子束 2022年第7期34卷 6-11页

作者：张罡何小中杜洋石金水杨国君中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621000

针对回旋加速器的束流动力学设计,基于Geant4模拟研究,提供一种可行的数值模拟方法。通过电磁场仿真软件Opera建立相应的电磁场数据导入到Geant4中进行插值计算,利用Geant4自带的电磁场微分方程与微分方程求解器计算粒子的平衡轨道,振... 详细信息

针对回旋加速器的束流动力学设计,基于Geant4模拟研究,提供一种可行的数值模拟方法。通过电磁场仿真软件Opera建立相应的电磁场数据导入到Geant4中进行插值计算,利用Geant4自带的电磁场微分方程与微分方程求解器计算粒子的平衡轨道,振荡频率以及加速轨道。其结果表明:对于横向运动而言,Geant4的计算结果与传统数值方法计算结果趋于一致;对于轴向运动而言,由于磁场插值方法的差异性,二者有一定的区别,对于在加速过程中的非平衡粒子,其能量变化围绕平衡粒子振荡。对于束损,通过限制粒子的运动时间,轴向位移加快计算效率,加入电极碰撞的判定使模拟更趋近实际情况。

关键词：回旋加速器 Geant4 仿真模拟 Opera 束流动力学

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基于PIC方法的二维束流动力学模拟程序及其初步应用

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高能物理与核物理 2007年第8期31卷 769-773页

作者：杨建俊张天爵安世忠贾先禄林郁正中国原子能科学研究院北京102413 清华大学工程物理系北京100084

为了深入研究强流负氢束在强流质子回旋加速器CYCIAE-100轴向注入线中的传输,利用split-operator方法分解外场和束流自身的空间电荷场的作用.对外场利用单粒子跟踪技术,采用一阶线性近似;对空间电荷场采用PIC方法,利用快速傅里叶变换求... 详细信息

为了深入研究强流负氢束在强流质子回旋加速器CYCIAE-100轴向注入线中的传输,利用split-operator方法分解外场和束流自身的空间电荷场的作用.对外场利用单粒子跟踪技术,采用一阶线性近似;对空间电荷场采用PIC方法,利用快速傅里叶变换求解Poisson方程.用FORTRAN95语言开发了一个基于面向对象技术的二维宏粒子传输计算程序CYCPIC2D,本程序可以计算任意分布的强流束在输运线上的传输.最后给出了对CYCIAE-100注入线的模拟计算结果,并和程序ORBIT,TRACE 3-D的结果进行比对验证,结果表明:空间电荷效应在此注入线上有较大的影响,而且3个程序计算的不同中性化的结果基本上一致;束流强度达到几十毫安时,基于PIC方法的两个程序CYCPIC2D和ORBIT的计算结果完全吻合,而线性近似程序TRACE 3-D有明显差异.

关键词：束流动力学空间电荷效应 PIC方法 split-operator方法回旋加速器轴向注入线

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L-带行波电子直线加速器束流动力学计算