简论输运强流ECR质子源及束流引出和传输特性

论文导读：质子源束流的引出特性探讨57-764.1束流引出的模拟计算57-644.1.1束流引出的论述计算57-594.1.2束流引出的软件模拟59-644.2束流引出的实验特性64-764.2.1ECR质子源参数对束流强度的影响65-704.2.2束流引出时等离子体对束流强度的影响70-76第5章低能束流输运段强流质子束传输特性的探讨76-96

5.1LEBT的进展与近况76-

摘要：强流ECR (Electron Cyclotron Resonance)离子源作为加速器系统的前端注入设备，其核心部件的设计是影响其工作性能以及产生束流品质的关键。ECR离子源具有结构紧凑，可产生高密度等离子体，性能稳定，可重复性好等优点。然而，由于其系统组成的特点，各个核心部件的性能都会影响产生束流的品质，尽管探讨者们对于离子源的调试已经做过很多有借鉴作用的工作，但对影响其关键性能的主要因素和相关论述还不能做出令人信服的解释，由此我们需要在进行离子源的设计中，试图对能反映束流品质的关键部件和离子源中的等离子体参数进行正确的描述和理解。这种基于等离子体诊断来探讨束流性能的策略也是目前国内外强流ECR离子源设计与探讨领域所欠缺和需要的。为解决这一不足，本论文以ECR质子源为探讨对象，对ECR氢等离子体进行了发射光谱诊断和碰撞辐射模型探讨。借助实验检验，优化了ECR质子源核心部件的设计，探讨了束流引出以及传输特性。其革新之处体现在：一、将发射光谱诊断策略运用到ECR质子源中对ECR氢等离子体Blamer系氢原子的发射光谱进行诊断，依托辐射碰撞模型对氢等离子体的电子密度和温度进行计算，比较了连续和脉冲微波源工作方式下的氢等离子体密度随微波源参数的变化，工程上首次指出一个脉宽内激发态氢原子发射光谱随时间的变化规律，在时间尺度上对束流的脉冲化结果及脉冲微波源的设计提供了参考。二、在束流引出时，利用等离子体发射光谱诊断的策略有效地将不同微波功率下等离子体密度与束流强度的变化规律联系起来，并找到质子源引出束流的最佳气压值范围并探究其原因，提升了质子源的工作效率。三、初步探讨了束流引出状态下不同引出电压及抑制电压对等离子体发射光谱的影响，以及束流引出时其对等离子体参量的影响，丰富了离子源关于束流引出的物理内容，对进一步提升束流强度和离子源工作的稳定性具有指导作用。本论文还通过建造一套结构紧凑的质子源和低能输运段系统并对其核心参数进行论述计算和实验比较，系统地浅析了系统关键部件的设计策略，优化其核心参数。利用发射光谱诊断策略，得到ECR氢等离子体参数随质子源核心部件和实验参数的变化规律，为提升ECR质子源的工作性能提供了参考。关键词：★质子源论文束流强度论文氢等离子体论文低能束流输运段论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要4-5
Abstract5-9
第1章 探讨背景9-16

1.1 ECR 离子源的进展与近况9-14

1.2 ECR 离子源有着的主要不足与改善办法14-16

第2章 ECR 质子源核心部件的物理设计和建造16-32

2.1 引言16-17

2.2 质子源设计17-31

2.1 源体结构设计18-19

2.2 微波系统设计19-26

2.3 磁场构型设计26-28

2.4 引出系统设计28-31

2.3 结论和讨论31-32

第3章 ECR 质子源氢等离子体的发射光谱诊断探讨32-57

3.1 ECR 等离子体的特性探讨32-36

3.2 氢等离子体的碰撞辐射模型36-46

3.

2.1 激发态氢原子的产生历程41-44

3.

2.2 Balmer 系激发态氢原子粒子数密度与辐射碰撞模型44-46

3.3 ECR 氢等离子体的发射光谱诊断46-57

3.1 连续微波 ECR 源氢等离子体的发射光谱诊断46-51

3.2 脉冲微波 ECR 源氢等离子体的发射光谱诊断51-57

第4章 ECR 质子源束流的引出特性探讨57-76

4.1 束流引出的模拟计算57-64

4.

1.1 束流引出的论述计算57-59

4.

1.2 束流引出的软件模拟59-64

4.2 束流引出的实验特性64-76
4.

2.1 ECR 质子源参数对束流强度的影响65-70

4.

2.2 束流引出时等离子体对束流强度的影响70-76

第5章 低能束流输运段强流质子束传输特性的探讨76-96

5.1 LEBT 的进展与近况76-78

5.2 LEBT 的物理设计78-89

5.

2.1 设计思想与布局78-81

5.

2.2 LEBT 的光路计算81-84

5.

2.3 磁聚焦与螺旋透镜的设计84-88

5.

2.4 空间电荷中和效应88-89

5.3 LEBT 束流传输效率的实验探讨89-96
5.

3.1 质子源抑制电压对束流传输效率的影响90-92

5.

3.2 气压对束流传输效率的影响92-96

第6章 结论96-100

6.1 本论文的主要结果和进一步工作倡议96-98

6.2 本论文的主要革新点98-100

参考文献100-107
致谢107-109
个人简历、在学期间发表的学术论文与探讨成果109-110