资源描述：
《hirfl-csr实验环电子冷却装置磁场测量new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第17卷第7期强激光与粒子束Vol.17,No.72005年7月HIGHPOWERLASERANDPARTICLEBEAMSJul.,2005文章编号:1001-4322(2005)07-1106-05*HIRFL-CSR实验环电子冷却装置磁场测量冒立军1,2,杨晓东1,李杰1,卢旺1,王志学1,燕宏斌1,张玮1,张军辉1,赵红卫1,BINPelectroncoolergroup3(1.中国科学院近代物理研究所,甘肃兰州730000;2.中国科学院研究生院,北京100039;3.俄罗斯科学院核物理研究所,新西伯利亚630090)摘要:在HIRFL-CSR实验环电子冷却装置上采用了
2、独立的高精度螺线管串联产生纵向磁场的设计,获得很高的冷却段磁场平行度。使用霍尔片测量磁场的分布,使用磁针测磁方法测量冷却段磁场的磁轴偏角,并根据测量及计算结果对单个线圈磁轴进行微调。测量及调试结果表明,在施加电流为额定电流的一半时,冷却段磁感应强度为0.078T,剩余磁场小于2×10-4-4,达到了预期的设计目标。T,磁场不平行度小于1×10关键词:电子冷却;磁场测量;磁场平行度中图分类号:TL503.91文献标识码:A[1]正在建造中的兰州重离子加速器电子冷却储存环(HIRFL-CSR)由主环(CSRm)和实验环(CSRe)组成。主环用于离子束的积累、加速,实验环用于内靶实验,
3、每个环都有一个电子冷却装置。电子冷却是通过具有相同平均速度运动的离子束与强流电子束之间的库仑碰撞,将离子束的横向振荡与纵向振荡能量转移到电子束,[2]从而降低储存环或对撞机中离子束的横向发射度和纵向动量散度的方法。对于HIRFL-CSR实验环,电子冷却装置的作用是抑制靶原子的散射和真空室内参与粒子碰撞以及束内散射等因素造成的束流在纵向与横向的膨胀,并减小离子之间的相对位置、角度和能量的分散,使得束流以高分辨率重复回旋打靶,满足物理实验的需要。[3]电子束横向温度是决定电子冷却过程快慢的主要参量之一,要获得强的束流冷却率,缩短冷却时间,需要降低电子束横向温度。模拟计算表明[4],在
4、高能情况下,当冷却段磁场的不平行度ΔB/B>10-4时,冷却率就会下降。HIRFL-CSR电子冷却装置的冷却段磁场设计采用一种新型的结构,即利用68个独立的线圈串联产生纵向磁场,通过调节每个线圈在支架上的角度,获得很高的磁场平行度。在电子冷却装置安装之前,测量[5]所有线圈的磁轴与系统几何中心之间的夹角,即磁轴偏角,通过调整使得每个线圈的磁轴偏角小于1×-3;安装时,根据场叠加原理,将磁轴偏角相反的线圈相邻放置,以抵消磁场的部分横向分量;安装后,根据沿10冷却段几何轴线磁轴偏角的测量结果,反复微调线圈在支架上的角度,最终获得不平行度小于1×10-4的冷却段纵向磁场。1CSRe电子
5、冷却装置的结构如图1所示,HIRFL-CSR实验环电子冷却装置内的磁场主要由电子枪端直螺线管、电子枪端附加直螺线[6]管、弯曲螺线管、冷却段直螺线管、收集器端直螺线管、收集器端附加直螺线管以及校正线圈产生。电子枪端直螺线管由12个正八边形线圈组成,加1400A电流最大可产生0.5T磁场。电子枪端弯曲螺线管分为40º和50º两部分,40º弯曲螺线管由9个矩形线圈等角度扇形排列组成,50º弯曲螺线管由11个矩形线圈等角度扇形排列组成,这两部分与组成电子枪端附加直螺线管的8个正八边形线圈串联供电,加780A电流最大可产生0.15T磁场。冷却段直螺线管由68个圆形线圈组成,加200A电流
6、最大可产生0.15T磁场。收集器端弯曲螺线管与电子枪端弯曲螺线管相同,与收集器端附加直螺线管共用780A电源。收集器端直螺线管由7个正八边形组成,与电子枪端直螺线管串联供电,采用分流技术获得所需要的磁场。收集器端附加直螺线管由9个正八边形组成,与弯曲段螺线管串联供电。另外,在每个直螺线管内都有两对调节电子束方向的校正线圈。在弯曲螺线管内,为了补偿离心漂移,有由9对线圈组成的偏转二极磁场。*收稿日期:2004-09-30;修订日期:2005-01-25基金项目:国家重大科学工程HIRFL-CSR冷却储存环项目资助课题作者简介:冒立军(1980-),男,甘肃兰州人,硕士研究生,从事加
7、速器物理及电子冷却技术研究;E-mail:maolijun@impcas.ac.cn。第7期冒立军等:HIRFL-CSR实验环电子冷却装置磁场测量11071-electrongun,2-gunsolenoids,3-acceleratingtube,4-toroid40º,5-toroid50º,6-SF6highvoltagefeeder,7-mainsolenoid,8-mainsolenoidcoil,9-vacuumchamber,10-300kVrectifier,11
