同步輻射光源是眾多基礎(chǔ)學(xué)科研究的重要工具之一,目前已經(jīng)發(fā)展到接近衍射極限的第四代光源。為了減小束流發(fā)射度,衍射極限儲存環(huán)在設(shè)計(jì)時(shí)采用了高梯度的四極鐵和六級鐵,增加了非線性效應(yīng),導(dǎo)致束流動(dòng)力學(xué)孔徑減小,傳統(tǒng)的離軸凸軌注入法將不再適用�？v向累積注入和置換式注入屬于在軸注入,對動(dòng)力學(xué)孔徑要求較低,能夠滿足衍射極限儲存環(huán)的注入要求。在這類注入方法中,條帶型納秒脈沖沖擊器是關(guān)鍵部件。由國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室提出的合肥先進(jìn)光源（Hefei Advanced Light Facility,HALF）是一個(gè)基于衍射極限儲存環(huán)的第四代光源,目前預(yù)研工作正在進(jìn)行,其中離軸注入和在軸注入方案都在預(yù)研范圍內(nèi)。本文主要介紹了應(yīng)用于HALF在軸注入方案的條帶型納秒脈沖沖擊器的設(shè)計(jì)與研究情況。對在軸縱向累積注入原理進(jìn)行了分析,給出縱向注入方案對納秒沖擊器的技術(shù)要求。在已有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,改進(jìn)了用于研究沖擊器、束團(tuán)、高壓納秒脈沖之間關(guān)系的時(shí)序圖,得到更完善的縱向累積注入方案中儲存環(huán)內(nèi)束團(tuán)與納秒脈沖的時(shí)序關(guān)系。并以此推導(dǎo)了沖擊器電極長度和高壓脈沖形狀,幅值間的聯(lián)系。根據(jù)傳輸線理論,介紹了條帶型納秒沖擊器的工作原理,總結(jié)了沖擊... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２回旋加速器示意圖??

?第１章緒論???ｉ?Ｉ?ｍ?Ｊ－Ｕ?ｎ?ｗ?ｉ?｜??Ｈａｉｏｃ?ｒｏｍｐｏｉ＞？Ｑｔ？?ｔ？ｆ?ｍ?｜?ｔ?＊?１１１??Ｕｍｐ?｜＞Ｍｂ?＊？?ｂｏ?ｉ＊??ｂｙ?ｔｂｅ?Ｖｍｍ．．?？?＊?＊?＊?＾?＊??圖１．２回旋加速器示意圖??為了減小磁鐵的體積，可以根據(jù)粒子的能量同步改變磁場強(qiáng)度和加速電場的??頻率。這樣可以保持粒子軌道半徑不變并且粒子在經(jīng)過高頻電場時(shí)處于加速相位，??這就是同步加速器，如圖１．３所示。其中藍(lán)色的元件就是用于偏轉(zhuǎn)帶電粒子的二??極磁鐵。??圖１．３碳離子治療系統(tǒng)同步加速器??理論上，采用同步加速器可以一直加速粒子，增加粒子的能量。當(dāng)粒子能量??超過某個(gè)值后，尤其是電子，其能量的增長量越來越小，即使增加高頻電場的電??壓，電子能量也上不去。科學(xué)家們了解到粒子受磁場偏轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)在其軌道的切向??方向輻射出電磁波。粒子能量越大，輻射越強(qiáng)，與粒子能量的四次方成正比，這??就是同步輻射光。同步輻射現(xiàn)象限制粒子能量的增加，這是加速器物理學(xué)家不愿??意看到的，卻引起其他領(lǐng)域科學(xué)家的興趣。大家開始探索這種特殊的光在其他領(lǐng)??域的應(yīng)用。??２??

?第１章緒論???ｉｓｒ?ｓ＂？１?處＾??麵??圖１．４?ＢＥＰＣ儲存環(huán)大廳??早期的同步輻射光是應(yīng)用于高能粒子研宄的同步加速器的副產(chǎn)品，相應(yīng)的裝??置稱之為第一代光源。ＢＥＰＣ是我國第一臺高能加速器，在建設(shè)之初就制定了“一??機(jī)兩用”的方針。有兩種運(yùn)行模式，對撞模式和同步輻射專用模式［２，３］，ＢＥＰＣ儲??存環(huán)大廳如圖１．４所示。??之后第一代光源同步輻射光的品質(zhì)，使用機(jī)時(shí)等無法滿足實(shí)驗(yàn)科研人員的要??求，科學(xué)家們開始建造專門用于同步輻射光的裝置，主要利用彎轉(zhuǎn)磁鐵獲得同步??輻射光，這稱為第二代同步輻射光源，如未升級改造前的合肥光源（ＨＬＳ）?［４，５］。??圖１．５是合肥光源未升級改造前的儲存環(huán)大廳。????■?一一一．．嘗、修．．一■?■…．．〒．＋命．．ｐ．?－．■’咖―＾??，咖ｗ＿ｉ‘咖咖．??圖１．５未升級改造前合肥光源（ＨＬＳ）儲存環(huán)大廳??到了九十年代，科學(xué)家們在同步輻射光源儲存環(huán)的直線段上增加波蕩器，扭??擺器等插入件，減小了光斑尺寸，降低了發(fā)射度，增加了亮度，進(jìn)一步提高光束??的品質(zhì)，性能，這樣的裝置稱之為第三代同步輻射光源。上海光源（ＳＳＲＦ）是我??國大陸第一臺第三代同步輻射光源［６，７］。圖１．６是上海光源的鳥瞰圖。??３??


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