從上世紀(jì)60年代開始，直線感應(yīng)加速器得到了快速發(fā)展，數(shù)值計算方法廣泛應(yīng)用到直線感應(yīng)加速器的研究中。由于國內(nèi)缺乏有效的數(shù)值模擬研究工具，采用數(shù)值模擬方法對直線感應(yīng)加速器進(jìn)行研究尚屬空白。為了填補這一研究空白，以及為國內(nèi)直線感應(yīng)加速器的研究提供新的方法，本論文將對直線感應(yīng)加速器關(guān)鍵物理問題及數(shù)值模擬算法進(jìn)行研究，主要內(nèi)容包括以下幾個方面。 （1）研究了注入器的物理過程，同時研究出了多功能發(fā)射模型來代替注入器發(fā)射電子束。在研究注入器物理過程時，研究了光發(fā)射的物理機制，建立起光發(fā)射數(shù)值模型。并結(jié)合注入器二極管結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了光陰極注入器模擬研究，多項模擬結(jié)果與實驗測試結(jié)果基本一致。同時該模擬研究還獲得了低發(fā)射度電子束，為未來光陰極在直線感應(yīng)加速器上的應(yīng)用提供支持。在研究注入器時還研究并開發(fā)了多功能發(fā)射模型。該模型能夠設(shè)置多種電子束參數(shù)，這些參數(shù)涵蓋了研究注入器電子束時關(guān)心的參數(shù)種類，例如：電子束能量、電子束發(fā)射度、能散以及電子束發(fā)射方向，等。多功能發(fā)射模型為研究其它物理過程提供了簡單、方便、準(zhǔn)確的宏粒子束； （2）研究了螺線管線圈與校正線圈的匹配，為實驗調(diào)節(jié)提供指導(dǎo)。為了研究螺線管線圈磁場與校正線...

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
簡縮字表
第一章 緒論
    1.1 直線感應(yīng)加速器概述
    1.2 數(shù)值研究在 LIA 研究上的應(yīng)用
    1.3 本論文的研究背景及主要創(chuàng)新
    1.4 學(xué)位論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 直線感應(yīng)加速器基本原理研究及關(guān)鍵物理問題
    2.1 引言
    2.2 工作原理
    2.3 關(guān)鍵物理問題
    2.4 小結(jié)
第三章 注入器的研究
    3.1 引言
    3.2 注入器研究方法分析
    3.3 光陰極注入器研究
        3.3.1 光發(fā)射模型的建立
        3.3.2 光發(fā)射注入器的模擬
    3.4 多功能發(fā)射模型的研究
        3.4.1 發(fā)射度研究
        3.4.2 電子束能散
        3.4.3 電子束傾斜
    3.5 小結(jié)
第四章 直線感應(yīng)加速器局部性關(guān)鍵物理問題研究
    4.1 引言
    4.2 螺線管線圈與校正線圈匹配研究
        4.2.1 螺線管線圈模型研究
        4.2.2 校正線圈模型研究
        4.2.3 磁場匹配研究
    4.3 電子束束心校正
    4.4 電子束尾場研究
        4.4.1 加速腔的數(shù)值模型研究
        4.4.2 電子束尾場研究
            4.4.2.1 彎曲式間隙研究
            4.4.2.2 直縫式間隙研究
        4.4.3 尾場研究小結(jié)
    4.5 小結(jié)
第五章 直線感應(yīng)加速器的電子束輸運研究
    5.1 引言
    5.2 主加速器的研究方法
        5.2.1 主加速器數(shù)值計算設(shè)計
        5.2.2 多功能腔的數(shù)值模型研究
        5.2.3 并行算法的引入及實現(xiàn)
        5.2.4 系統(tǒng)流程設(shè)計
    5.3 主加速器的研究
        5.3.1 單組元電子束輸運研究
        5.3.2 多組元電子束輸運研究
            5.3.2.1 22ns 時刻
            5.3.2.2 149ns 時刻
            5.3.2.3 168ns 時刻
    5.4 聚焦段電子輸運過程研究
        5.4.1 磁透鏡的數(shù)值模擬研究
            5.4.1.1 磁標(biāo)勢法的研究
            5.4.1.2 磁矢勢法的研究
            5.4.1.3 標(biāo)勢法與矢勢法特點
        5.4.2 模型建立
        5.4.3 磁場設(shè)置
        5.4.4 模擬結(jié)果
    5.5 四極透鏡的研究
    5.6 小結(jié)
第六章 研究方向探索
    6.1 引言
    6.2 研究的應(yīng)用
    6.3 未來研究方向
        6.3.1 束包絡(luò)自動優(yōu)化
        6.3.2 加速腔的改進(jìn)
        6.3.3 加強應(yīng)用研究
    6.4 小結(jié)
第七章 總結(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)
攻博期間取得的研究成果



本文編號：3764929