Beam emittance is an important parameter in characterization of beam quality. For high-energy beam emittance measurement is based on the measurement of beam profile. Therefore,measuring beam profile precisely is very helpful to improve the beam quality and performance of the accelerator. There are many methods to measure the beam profile,such as fluorescent screen and wire scanner etc. But those instruments measure the beam profile destructively. For the reason, the high-intensity beam may destroy those instruments for deposited beam energy. We hope to develop a new instrument to measure the high-intensity beam profile. After study we find that electron beam could be used to measure such beam.Because the electron beam scanner can measure beam profile non-invasively. Firstly,we plan to study theory about the interaction between electron beam and proton beam in this program. Then we will design and manufacture an electron-scanner based on the study. We will do many experiments using electron-scanner measuring proton beam profile. some improvments will be done to electron-scanner and finally an optimal design of electron-scanner is made. The electron-scanner may provide ideas for the high current beam profile measurement. We also hope that our team will be trained and the industry related in our nation will be promoted by this project.
束流发射度是表征束流品质的重要参数,对于高能束流来说,发射度测量基于束流截面测量。因此,精确地测量束流截面对于提高束流品质和加速器性能有非常重要的作用。传统的束流截面尺寸测量方法为阻拦式测量,由于测量设备自身的限制,已经不能满足高能强流加速器的测量要求。课题采用电子束干涉的方法,进行强流粒子束流截面测量。通过束流试验,探索影响测量精度的因素,经过优化设计,实现对束流截面的精确测量。通过课题研究,为强流束流的截面测量提供思路,同时培养人才队伍,推动国内相关新技术的生长点和产业发展,提升国际竞争能力。
项目背景:传统的束流截面尺寸测量方法为阻拦式测量,由于测量设备自身的限制,测量过程中靶体能量沉积,造成靶体的损坏,已经不能满足高能强流加速器测量要求。电子束扫描测量束流截面系统为非阻拦式流量,不受束流功率限制,对束流影响小等原因,受到广泛关注,众多实验室已经或计划开展相关研究。.主要研究内容:查阅文献对不同的束流截面测量方法进行调研,重点研究电子束扫描测量束流截面的方法。深入研究电子束与质子束相互作用,通过CST软件模拟了不同能量、流强、位置的电子束与质子束相互作用,确定电子枪的主要参数。电子束扫描测量束流截面系统搭建,包括安装位置的选取,相互作用点设计,电子枪设计与改进,调试获得适于实验的电子束流,数据获得及后处理等。进行了束流实验,电子束与质子束相互扫描,空间磁场干扰实验等。分析实验结果,优化系统。展望电子束扫描测量束流截面系统的应用前景。.重要结果:使用CST软件模拟分析电子束的流强、能量、相互作用位置对测量结果的影响,完成电子枪参数和结构优化。模拟分析质子束纵向分布对测量结果的影响。分析模拟空间磁场,采取有效屏蔽措施,降低空间磁场对测量结果影响。搭建了一套能稳定运行电子束扫描测量束流截面系统,并进行了束流实验,取得了初步实验结果。.科学意义:通过电子束扫描测量质子束流截面系统平台的研制,掌握了电子束扫描相关系统的技术,锻炼了课题参与人员的能力,为基于电子束的束流测量技术开发,积累了经验。为强流质子或重离子束流截面测量找到一种可能解决方法。
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数据更新时间:2023-05-31
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