《回旋加速器》ppt课件

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1、第二章回旋加速器第一节概述一、基本原理1.结构主导磁铁射频D盒离子源、注入与引出系统2.基本关系能量增益/圈谐振加速条件实用公式其中3.轨道间隙4.(D盒间隙的)渡越效应其中为过电隙中心的相位二、主要问题1.横向聚焦力2.滑相问题3.运动的稳定性（非理想粒子的丢失问题）4.中心区、注入、引出5.磁铁、高频三、发展趋势1.采用等时性原理2.小型化、商品化3.高能、超导第二节带电粒子在恒定磁场中的运动一、运动方程1.普通运动方程2.柱坐标运动方程轴向径向辐向3.均匀磁场中的运动方程1）理想条件（磁极无限延伸）（忽

2、略加速效应）2）运动方程轴向径向辐向3）闭轨若粒子初速度沿辐向，则形成闭轨此时均与q/A有关负号的意义：4.常梯度磁场中的运动方程1）常梯度磁场z轴旋转对称与无关中心平面对称Bz随r增大而降低2）运动方程轴向径向辐向3）理想粒子与非理想粒子理想粒子：z0=0,r0=rc,v0沿辐向（无z，r分量）；在中心平面上Br=0,故闭轨与均匀磁场同非理想粒子：z0,r0,v0中至少一项存在微扰，即z0,r0,(dz/dt)0,(dr/dt)0中至少有一个不为0问题：非理想粒子的运动是否稳定？即：离闭轨跑远了，能否跑回来

3、？粒子动力学（与普通物理的区别）意义：光线是点源，束流是面源（有发射度）二、粒子横向运动的稳定性1.横向运动的描述关心的是Δz与ΔrΔz=z-z0=z-0=zΔr=r-r0=r-rc=x2.轴向运动稳定条件泰勒展开保守力场∴此处←磁场降落指数于是当n>0，为简谐振动方程，稳定（短时间内dm/dt≈0）当n<0，解为双曲函数，发散故稳定条件为n>0，即3.径向运动稳定条件其中代入方程，忽略高阶小量稳定条件为(1-n)>0或n<1物理图象：磁场力向心力当rrc,FL>Fc,r↓当0<

4、n<1时，轴向与径向均有磁聚焦，运动稳定，围绕闭轨做自由振荡三、自由振荡方程的解1.短时间——准稳态解m、ω、K为常数，m可提出括号当00,有A、α取决于初条件自由振荡频率或2.长时间——自由振荡的衰减此时m不可提出括号，展开得阻尼项