强流直线加速器中的束晕问题研究

强流直线加速器中的束晕形成和发展，是导致束流发射度急据增长，引起束流损失的主要因素。本项研究从束核—单粒子模型出发，对均匀聚焦系统和周期性聚焦系统中，相空间中初始粒子分布分别为水袋型，抛物线型以及高斯型的各种情况，进行了数值模拟计算，借以考察束晕形成的机制。通过对强流束中的非线性共振的分析，提出了由非线性共振而激发的束晕形成的空间电荷效应极限；分析了非线性共振—混沌—束晕形成的过程；最后，给出了避免非线性共振的束流强度公式及计算实例。本项研究搞清了束晕形成和发射度增长的机理，为有效的控制束晕的产生和发展，为研制下一代高功率强流直线加速器所必须解决的关键问题，提供了理论依据。