增強(qiáng)器(BRing)是強(qiáng)流重離子加速器裝置(HIAF)的主加速器,能夠加速從質(zhì)子到鈾的高流強(qiáng)束流(質(zhì)子2 × 1012 ppp,Kr19+3 × 1011 ppp,U34+ 1 × 1011 ppp)。對(duì)阻抗引起的橫向束流集體不穩(wěn)定性的研究是判斷BRing能否達(dá)到設(shè)計(jì)流強(qiáng)、能否保證束流品質(zhì)的重要依據(jù),也是設(shè)計(jì)阻尼八極鐵系統(tǒng)或反饋系統(tǒng)等束流穩(wěn)定系統(tǒng)所必須的先導(dǎo)工作。但是,相對(duì)于對(duì)撞機(jī)、同步輻射光源、散裂中子源等其他加速器裝置,BRing的運(yùn)行過程較為復(fù)雜,需要在質(zhì)子和重離子模式、多種束流操作下分析至少三種橫向束流集體不穩(wěn)定性的影響。本論文主要研究了在這些復(fù)雜條件下計(jì)算與模擬所有橫向二極束流集體不穩(wěn)定性的Vlasov模式方法和數(shù)值方法,構(gòu)建了全功能的束流集體不穩(wěn)定性模擬平臺(tái)軟件(CISP),并將這些方法應(yīng)用到BRing中質(zhì)子束流、Kr19+束流和U34+束流共三種參考束流的橫向束流集體不穩(wěn)定性分析中。本論文首先在一般條件下對(duì)Vlasov模式方法中質(zhì)子束流和重離子束流橫向束流集體不穩(wěn)定性的頻移進(jìn)行了研究,重現(xiàn)了使用Vlasov方程分析質(zhì)子束流和重離子束流橫向束流集體不穩(wěn)定性的一般方法。同時(shí),...

【文章頁數(shù)】：197 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 HIAF項(xiàng)目簡(jiǎn)介
        1.1.2 論文題目的提出與必要性
    1.2 課題研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要工作
    1.4 論文創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 Vlasov模式方法
    2.1 束流橫向運(yùn)動(dòng)中的波
    2.2 橫向和縱向運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性
    2.3 Sacherer積分方程
    2.4 Sacherer積分方程的求解
    2.5 色品引入的頻譜移動(dòng)
    2.6 朗道阻尼和頻散關(guān)系
第3章 新數(shù)值方法CISP
    3.1 CISP簡(jiǎn)介
        3.1.1 數(shù)值模型
        3.1.2 程序框架
    3.2 主要數(shù)值模型
        3.2.1 束流
        3.2.2 傳輸節(jié)
        3.2.3 高頻
        3.2.4 尾場(chǎng)
        3.2.5 空間電荷場(chǎng)
        3.2.6 非線性元件
    3.3 與理論計(jì)算進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試
    3.4 與同類程序進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試
第4章 BRing橫向阻抗模型及其不穩(wěn)定性
    4.1 電阻壁阻抗
    4.2 沖擊磁鐵阻抗
    4.3 其他寬帶阻抗
    4.4 阻抗、尾場(chǎng)模型
    4.5 BRing中可能存在的橫向束流集體不穩(wěn)定性
        4.5.1 各種橫向束流集體不穩(wěn)定性發(fā)生條件
        4.5.2 BRing運(yùn)行過程
        4.5.3 可能發(fā)生的橫向束流集體不穩(wěn)定性
第5章 橫向模耦合不穩(wěn)定性
    5.1 模式耦合
    5.2 解析計(jì)算
    5.3 CISP模擬
        5.3.1 頻譜移動(dòng)模擬
        5.3.2 束流參數(shù)模擬
    5.4 加速全過程模擬
    5.5 結(jié)論
第6章 橫向多束團(tuán)耦合不穩(wěn)定性
    6.1 多束團(tuán)耦合
    6.2 解析計(jì)算
    6.3 CISP模擬
        6.3.1 增長時(shí)間模擬
        6.3.2 束流參數(shù)模擬
        6.3.3 橫向多束團(tuán)耦合不穩(wěn)定性模式模擬
    6.4 加速全過程模擬
    6.5 結(jié)論
第7章 橫向漂移束不穩(wěn)定性
    7.1 空間電荷自場(chǎng)計(jì)算
        7.1.1 場(chǎng)分布計(jì)算
        7.1.2 非相干工作點(diǎn)分散計(jì)算
        7.1.3 BRing中的空間電荷效應(yīng)
    7.2 CISP模擬
        7.2.1 增長率模擬
        7.2.2 束流參數(shù)模擬
        7.2.3 橫向漂移束不穩(wěn)定性模式模擬
    7.3 解析計(jì)算
    7.4 結(jié)論
第8章 橫向束流集體不穩(wěn)定性的抑制
    8.1 色品
        8.1.1 破壞發(fā)生條件
        8.1.2 功率譜移動(dòng)
        8.1.3 朗道阻尼
        8.1.4 小結(jié)
    8.2 阻尼八極鐵
    8.3 反饋系統(tǒng)
    8.4 結(jié)論
第9章 總結(jié)與展望
附錄A 求解程序及CISP輸入文件
    A.1 橫向模耦合不穩(wěn)定性理論求解程序
    A.2 穩(wěn)定狀態(tài)下橫向模耦合不穩(wěn)定性CISP輸入文件
    A.3 SPS中橫向模耦合不穩(wěn)定性CISP輸入文件
    A.4 加速過程中橫向模耦合不穩(wěn)定性CISP輸入文件
    A.5 穩(wěn)定狀態(tài)下橫向多束團(tuán)耦合不穩(wěn)定性CISP輸入文件
    A.6 加速過程中橫向多束團(tuán)耦合不穩(wěn)定性CISP輸入文件
    A.7 空間電荷效應(yīng)模擬CISP輸入文件
    A.8 橫向漂移束不穩(wěn)定性模擬CISP輸入文件
    A.9 CISP模擬輸入文件中的八極鐵命令
    A.10 CISP模擬輸入文件中的拾取電極和沖擊電極命令
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝



本文編號(hào)：3816831