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时间:2018-12-05
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1、1、加速器的分类:1)按加速粒子的种类分:①电子加速器;②离子加速器;③全粒子加速器.2)按粒子运动轨道形状分:①直线加速器;②回旋加速器;③环形加速器.3)按加速电场的种类分①高压;②感应;③高频共振加速器;2、加速器朿流品质(1)粒子的品种(电子、离子、全粒子)(2)朿流能量及可调范围;(3)束流的能散度:(5)來流的发射度:r_外,,)(mmmrad)E(4)束流强度及时间特性:I,直流束或脉冲束。3、粒子运动参数的相对论表达式相对速度:p=粒子质量:w…粒子能量:P=mv=mPc=mc2^-=夕(£
2、,冰)由:e=me2=广
3、^=%=(^2-£02/2cc小-f=>P=—(e2-=—f(^-f0)U+£。)1%=—[w(e+ccc=Lflv(,.fo+2,o)]X=Lriv0v+2,o)1X第二章带电粒子的产生一电子枪和离子源(1)热发散电子枪的结构及工作原理发射极、聚焦极和引出极;阴极一般由低逸出功的材料制成,由电源加热,发射出热电子。要求阴极材料的电子逸出功要低、熔点要髙、蒸发率要小、不易中毒。栅极的主要功能是对阴极发射的电子起聚焦作用,也称为聚焦极。引出极将电子束引出到后加速器系统中。原理:阴极通过加热发射热电子,栅极聚焦电子束,最后又引出极将电子
4、束引出到加速器系统中。(2)场致式电子枪的结构及工作原理在场致发射式阴极上加适当髙电压,在阴极表面附近形成大于106V/Cm的强电场,依靠强电场发射电子。其他的同热发散式电子枪。(1)高频离子源的工作原理;高频离子源是一种电子振荡式离子源,利用高频电磁场和轴向稳衡磁场,使放电室中的自由电子作往复振荡运动,从而使气体得以充分游离而形成等离子体,阳极和吸极之间加一定电压,形成轴向引出电场,使正离子通过吸极上的孔道引出。(2)双等离子源的结构及工作原理;这种离子源是电弧放电式离子源,“双”是等离子体双压缩的意思。电弧放电产生的等离子体先后
5、因电极几何形状影响,以及局部磁场的作用,经过两次压缩。等离子体的第一次压缩是在中间电极的入口处,由于锥形电极几何形状导致等离子体截面减小,称为机械压缩,第二次压缩实在中间电极和阳极之间受磁场的聚焦而被压缩,称为磁压缩。由于经过两次压缩,可形成密度高达的密度等离子体(3)ECR离子源的结构及工作原理.ECR离子源是一种采用微波放电,并使电子回旋共振获得较高能量,通过逐步游离机制,将中性原子剥离成高电荷态离子的离子源微波被馈入到放电时室产生放电,放电产生的一部分电子被磁镜场捕获(满足磁镜场捕获条件)在轴向磁镜场作用下,绕磁力线回旋并在轴
6、向作往复反弹运动。当电子回旋频率等于微波频率/时,电子就被微波电场共振加速,多次反弹多次共振加速,可使电子获得较髙能量(几十keV),从而逐步游离中性原子产生髙电荷态离子。(4)离子源屮产生等离子体的基本过程:电离、离解过程;复合过程:动态平衡。、离子源的束流品质(1)束流强度;(2)束流的发射4=v42.)束流的亮度。71Jg-(IIB=/ne4JV47t4、來流相理论1)在理想条件下,(1,<)或(^,/)二维束流相空间(相平而)屮的相图,及束流发射度表达三=JJdfx6/x,5>.=dydy'£x=SxI7T£v=Sy!7T2
7、)发射度的几种基本测量方法:三截面测量法;多孔取样测量法,二维投影密度的双缝法。第三章倍压加速器1、高压型加速器两种基本类型(倍压、静电)2、倍压加速器的基本结构及原理3、单极璋压线路的电路图及工作原14、压线路的最大电压8、喷针电附近产生强电场一气体电晕放电一负离子向喷电针->正离子被推向输电带,附着在输电带上,与输电带一起向上运动。刮电过程:在刮电针排附近也形成强电场气体电离正离子流向向针排,负离子流向皮带,中和带上的正电荷。起电机最大输电电流的限制:/~3、最高电压的限制:v=v+H〜(re=2e()Ebmcd(V(.为临界电压)串列式静电加速器的基本结构和工作原理充气钢筒及绝缘气体循环处理系统;负离子源;加速管;电子剥离器;起电机;分析磁铁及束流后传输系统;真空系统从负离子源产生负离子束,经过预加速、分析磁铁注入串列加速器的一根加速管,由于加速器9、的高压电极为正髙压,粒子朝高压电极方向被加速一次。当负离子进到高压电极内部时,经过电荷剥离器转变为带有#个电荷单位的正离子一般称粒子的电荷态)。而后,正离子进入第二根加速管中,又受到正髙压的排斥力,第二次被加速,经过两次加速离子能量的
8、喷针电附近产生强电场一气体电晕放电一负离子向喷电针->正离子被推向输电带,附着在输电带上,与输电带一起向上运动。刮电过程:在刮电针排附近也形成强电场气体电离正离子流向向针排,负离子流向皮带,中和带上的正电荷。起电机最大输电电流的限制:/~3、最高电压的限制:v=v+H〜(re=2e()Ebmcd(V(.为临界电压)串列式静电加速器的基本结构和工作原理充气钢筒及绝缘气体循环处理系统;负离子源;加速管;电子剥离器;起电机;分析磁铁及束流后传输系统;真空系统从负离子源产生负离子束,经过预加速、分析磁铁注入串列加速器的一根加速管,由于加速器
9、的高压电极为正髙压,粒子朝高压电极方向被加速一次。当负离子进到高压电极内部时,经过电荷剥离器转变为带有#个电荷单位的正离子一般称粒子的电荷态)。而后,正离子进入第二根加速管中,又受到正髙压的排斥力,第二次被加速,经过两次加速离子能量的
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