一、加速器间隙透镜电压稳定装置的研制（论文文献综述）
魏绪波[1]（2021）在《6×1012n/s强流中子发生器ECR离子源与前分析系统研制》文中提出DD/DT强流中子发生器是重要的准单能中子源,可应用于中子照相、核数据测量、中子探测器标定、抗辐射加固及材料辐照等,在科研、医疗、生产与军事领域均有广泛应用价值。兰州大学在研制一台强流中子发生器,预期DD中子产额6×10109)/,DT中子产额6×1012n/s。该中子发生器主要由倍压高压电源、2.45 GHz电子回旋共振（Electron Cyclotron Resonance,ECR）离子源、前分析系统、加速管和旋转靶等几部分组成,ECR离子源产生的强流氘离子束经前分析系统注入400 k V静电加速管,加速后轰击氘靶或氚靶产生中子。本论文围绕6×1012n/s强流中子发生器的离子束需求,完成了ECR离子源与前分析系统的研制。ECR离子源用于为强流中子发生器提供所需离子束,设计目标是引出60 m A氘离子束,调试状态下引出80 m A氢离子束。前分析系统主要作用是分离离子源引出束流中的多原子离子,降低加速管电流负载,提高靶寿命和中子产额,同时调整束流以匹配加速管注入需求,前分析系统束流强度设计指标为输出35 m A D+束或50 m A质子束。主要工作内容如下:完成了一台全永磁ECR离子源束流调试与改进工作。引出孔为6 mm,引出电压为50 k V时,离子源能够引出大于80 m A的氢离子束。离子源可以在较大的进气量（0.5-10 sccm）与微波功率（300-800W）变化范围内工作,引出束流强度峰值一般出现在进气量为1.7-2.0 sccm,微波功率400-700 W之间。放电腔中轴线上磁感应强度接近875 G,微波窗附近磁感应强度较高且存在ECR共振面时,更容易引出较强的离子束。微波窗材质与厚度对引出束流强度和质子比有显着影响,2 mm厚的氮化铝微波窗可以获得更高的引出流强与质子比。针对ECR离子源强直流束引出工作状态下,微波窗易损坏的问题,研究了微波窗在微波、等离子体和回流电子作用下的温度和应力分布。结果表明增强水冷效果可以降低微波与等离子体对微波窗影响,增加陶瓷微波窗表面氮化硼厚度可以降低回流电子束的影响,减小微波窗损坏概率,延长离子源寿命。针对ECR离子源引出区打火问题,总结分析了不同打火现象成因及应对,在此基础上改进了离子源引出系统,降低了引出区打火频率。完成了前分析系统设计,前分析系统可传输80 m A/50 ke V的氢离子束或60m A/50 ke V的氘离子束,能够完全分离束流中的多原子离子并匹配加速管注入需求。前分析系统由螺线管、校正磁铁、分析磁铁、三重四极透镜及真空系统等组成,计算了前分析系统束流传输包络和各磁铁磁场分布。完成了ECR离子源与前分析系统实验平台的搭建和调试。离子源引出氢离子束大于70 m A时,前分析系统末端质子束流强大于50 m A,束流半径小于20mm,可以满足强流中子发生器对束流强度的需求。
窦为平[2]（2021）在《强流紧凑型离子直线加速器关键物理问题研究》文中认为离子直线加速器具有广泛的用途。例如基于离子直线加速器的高亮度中子源是人类进行材料辐照、中子成像、肿瘤治疗等领域的重要研究工具。其所用加速器的输出能量通常在兆电子伏到数十兆电子伏范围内。随着应用需求的不断加强,中子源日益趋于小型化、一体化以及可移动化发展,其对加速器带来的挑战主要有两个方面:一是物理上实现强流束的高效传输,二是技术上实现集约化和小型化。离子加速器实现强流束的高效传输,主要有两个方向的困难:一是克服强的空间电荷效应;另一个是由于追求紧凑化与集成化后,在可调参数减少的情况下,实现不同加速结构之间的匹配。对于第一个问题,论文对RFQ内强流束的高效传输、纵向发射度控制以及低能粒子与主束团的分离进行了研究。以10 m A质子RFQ设计为实例,进行了四段论、小能量接受度以及全粒子优化设计不同方法的设计,结果表明全粒子优化设计方法既能使RFQ出口99.9%纵向发射度降低,也能实现低能粒子与主束团的分离。对RFQ内的空间电荷效应非线性补偿进行了研究,以30 m A质子束传输为实例,从外聚焦场入手,着重研究了RFQ具有时间和空间周期性的有效势函数的求解。针对抛物线分布的束流,开展了数值补偿研究,并在考虑补偿情况下,得到了RFQ横纵向电极加工数据。进行了不同横向分布的束流通过RFQ时,RFQ传输效率和出口束流品质的对比研究。利用Particle-Core模型,分析了空心束时,RFQ传输效率高的原因。对通过粒子和丢失粒子的行为差异进行了研究,结果表明粒子发生损失时,或者周期相移明显不同,或者具有较大的初始四维发射度。针对第二个问题,论文对RFQ与DTL的紧凑匹配进行了研究,以11 Me V,30 m A氘离子束无MEBT的紧凑物理设计为实例,对单位长度相移平滑过渡、RFQ过渡单元对横向相空间的旋转能力、DTL横纵向接受度优化等问题进行了研究。研究结果表明,在去除MEBT之后,RFQ与DTL可以实现横纵向的匹配。考虑到去除MEBT后,几乎不具备在线重新匹配的能力,对各种运行工况对传输效率和出口束流品质的影响进行了详细地分析,提出了各参数的边界条件。RFQ和DTL直接耦合是实现集约化的可行途径之一,对四翼型RFQ与CH-DTL的直接耦合进行了研究,着重研究了耦合的实现、耦合腔的调谐以及叠加场对束流传输的影响,分析了影响四翼型RFQ与CH-DTL两腔场幅值比的因素。基于高频研究结果,完成了带约束的耦合腔动力学设计,最终得到了一套完整的耦合腔动力学和高频设计方法。研究结果表明,RFQ与CH-DTL两边幅值比在16.5到36.2之间,在叠加场的影响下,出口发射度差异小于1%。开展了750 MHz耦合腔的加工和冷测,测量结果表明,测量和模拟的归一化电场系数基本符合。提高腔体的工作频率是实现加速器小型化的途径之一,以10 Me V RFQ+DTL的物理设计方案为实例,进行了750 MHz RFQ和DTL加速器的动力学设计、高频设计以及多物理场分析,并对设计方案进行了从头到尾的多粒子模拟验证。结果表明在小于3 m的长度内就能将质子束能量加速到大于10 Me V。通过对DTL单元动力学与高频的闭环设计,确定了每个间隙的有效电压设计的合理性。通过小孔径、高梯度永磁铁样机的加工和测试,确定了四极铁梯度的合理范围。本论文对强流紧凑型离子直线加速器中的关键物理问题进行了初步研究,并开展了耦合腔模型腔和永磁铁样机的加工和测量,测试结果与模拟符合较好,为紧凑离子直线加速器小型化、一体化以及可移动化积累了一定的经验。
刘淑会[3]（2021）在《CiADS超导直线加速器优化设计》文中进行了进一步梳理中国加速器驱动嬗变研究装置（Ci ADS）是国际上首台在建的核废料处理专用研究平台,其超导质子直线加速器的束流强度为5m A,束流功率为2.5MW。对于此大型高功率超导质子直线加速器,物理设计研究亟需解决的两个关键问题就是束流损失控制和工程造价优化。本论文总结分析了国际同类超导直线加速器的设计和运行经验,通过系统的多粒子模拟仿真,开展了Ci ADS超导加速器物理设计优化研究。具体如下:（1）量化研究90度周期相移和聚焦平滑设计原则,平衡了束流物理与工程造价之间的矛盾目前普遍遵循的设计原则中,基于包络不稳定性提出的周期相移小于90度和平滑聚焦是限制加速效率的主要因素。本论文对加速效应情况下90度周期相移及平滑聚焦原则进行了量化分析。首先,在加速效应条件下,对周期相移大于90度的影响进行了模拟分析,结果表明束流发射度以及束晕参数的变化与周期相移大于90度的工作点的数量及周期相移的变化速度直接相关。其次,对平滑聚焦的设计原则进行了量化研究,分析了流强、单位相移差等因素对束流发射度及束流损失的影响。相比于0deg/m相移差情况,单位相移差小于4deg/m时,束流RMS发射度变化小于5%,99.99%发射度变化小于10%。基于以上研究结果,结合总体需求和硬件边界,论文完成了兼顾束流损失控制及工程造价的Ci ADS超导加速器结构设计。（2）通过“峰-峰”匹配和横向接受度优化降低和控制束流损失全超导直线加速器的特征是低能段采用准周期结构,高能段采用全周期结构。恒温器之间非周期过渡段之间的失配是束晕产生的主要来源之一。本论文基于数值模拟和CAFe调试经验,验证了以包络震荡最小为优化目标的“峰-峰”匹配优化方法是降低匹配段发射度增长及束流损失几率的有效手段。为了避免束流损失对超导腔体性能的影响,论文通过采用限制常温磁铁孔径的方法减小横向接受度,达到控制超导腔体内束流损失的目的。（3）创新性的采用误差权重方法,系统性的完成了误差分析元件误差是导致束流损失的重要因素之一。本论文基于加速器元件位置、类型、误差特性等因素对束流影响不同的特点,创新性的采用了误差权重分配原则对各元件进行归一化误差分析,完成Ci ADS超导段各元件误差影响的系统研究,挖掘影响束流损失的关键因素,成功降低了对关键元件（超导腔）的误差要求。本论文进一步完成了面向束流损失控制的元件误差分配方案及轨道校正方案。综上所述,本论文以在建的Ci ADS超导加速器为研究对象,通过量化设计原则,“峰-峰”匹配,横向接受度优化以及系统的误差分析,验证了加速器设计的合理性和鲁棒性,得到了兼顾束流物理和工程造价的优化设计。
童金[4]（2021）在《衍射极限环注入切割磁铁技术研究》文中进行了进一步梳理随着现代加速器技术的深入发展,更高亮度和品质的同步辐射光成为用户进行科学实验的新追求。作为下一代光源发展的重要方向,衍射极限储存环（Diffraction-Limited Storage Ring,DLSR）光源的标识特征就是其储存环束流发射度低至辐射光的衍射极限,具有非常好的横向相干性,亮度也比第三代光源提高约两个量级,为生命科学、材料能源及医药化学等领域带来全新发展机遇。衍射极限储存环光源在lattice设计中通常采用多弯铁消色散（Multi-Bend Achromat,MBA）磁聚焦结构并增强四极磁铁,从而增加同步辐射阻尼,达到降低束流发射度的目的。另一方面,强聚焦导致束流色品需要补偿,而为补偿色品而增强的六极铁会引入强大的非线性,进而导致储存环光源的动力学孔径（Dynamic Aperture,DA）通常只有2至5 mm,比第三代同步辐射光源小约一个数量级。动力学孔径指标的大幅下滑导致很多在第三代光源已经成熟的技术无法继续沿用。在第三代同步辐射光源中,采用局部脉冲凸轨方式可以实现束流注入;但在小DA的DLSR中,采用在轴注入方式（分为在轴替换式注入和在轴纵向注入）或脉冲多极铁离轴注入等方式来实现束流注入。研究利用快冲击器（如strip-line kicker）搭配薄切割磁铁在轴注入的方式解决DLSR中传统局部脉冲凸轨方式束流无法注入的难题,重点聚焦薄切割磁铁的研制。文章先对切割磁铁相关参数和涡流屏蔽相关理论进行计算分析,进而对切割板小于1 mm的涡流板型切割磁铁开展有限元仿真分析,利用磁场分析软件Opera 2D Transient Analysis（TR）模块/3D ELEKTRA（TR）模块对薄切割磁铁主漏场及涡流场随时间演变等过程进行动态分析,重点关注在不同切割厚度下、不同励磁波形下以及不同切割板材料厚度配比下漏场指标的变化,从而得到薄切割磁铁切割板的厚度与材料最佳配比,以及包含励磁波形的综合最优解;同时也对磁铁温度分布进行了简要的仿真分析。薄切割磁铁的结构与工艺设计方面,重点关注了薄切割板结构和工艺的优化,特别是薄切割板的加工工艺以及与高磁导率屏蔽材料的贴合等。另外,也对一体胎具成型无氧铜线圈、无取向硅钢磁芯的冲压制片等工艺环节进行讨论分析。完成切割磁铁的总装集成后,搭建了包括点线圈、长线圈、半正弦波底宽脉冲励磁电源以及三维电动平台组成的动态磁场测量系统进行厚薄两块切割磁铁的磁场测量工作。为了更精确的对切割磁铁主漏场磁感应强度积分值进行测量,对测试用点线圈及长线圈所感应的电压值进行积分降噪处理,以提升该磁测系统对微弱漏场的探测能力;全面测试完成了切割磁铁主场间隙均匀性、端部场磁通密度分布以及涡流场随时间和距离的衰变特性,并与数值分析计算结果进行对比分析。三维动态计算和磁场相关参数实测均表明,该厚薄两块切割磁铁在主场均匀性、沿束流方向主场积分值以及切割板外3 mm处主漏场比值（优于0.1%）均能满足衍射极限储存环光源相应物理指标。最后,在设计、研制与测试完成的基础上进行了总结并提出了一系列优化措施。本课题的研究为未来先进光源储存环注入设计奠定了一定基础。
孙天啸[5]（2021）在《软X射线谱学显微实验技术研究》文中提出软X射线谱学显微技术在电池材料、生命科学、环境和地球科学等领域的研究起着至关重要的作用。扫描透射X射线显微镜（STXM）是一种复杂的多功能显微平台,可提供低至约10 nm的空间分辨率的化学形态敏感图像。结合能量范围较宽的X射线吸收谱（XAS）技术,STXM可以在大气、低温、高真空和磁场等多种环境条件下进行实验。因此,STXM成为了研究各种纳米材料、聚合物、环境、生物、无机和磁性材料微观结构的一种有力科学工具。然而,随着科学研究不断深入,用户对能量和空间分辨率、实验效率和实验环境需求的不断增加,以及诸如扫描相干衍射成像（Ptychography）、计算断层成像（Tomography）、荧光成像（Fluoresence Imaging）、焦点堆栈成像（Focal Stack Imaging）等成像方法的不断发展,需要持续对STXM技术进行更深入的研究和改进,以达到更快的实验效率、更高的分辨率和更强的抗噪声能力,并使其与先进的方法更加兼容。因此,为了提高STXM的数据质量、实验效率和信噪比,解决现有软件和硬件方面存在的不足,我们提出了创新性的解决方案,并且进行了大量设备搭建、软件开发和实验工作,具体的工作内容如下:（一）为了在上海同步辐射光源实现一款新型高性能的先进STXM,提高其成像质量和效率,并且解决由于压电电机往返运动而引入的回程误差,我们在上海同步辐射光源BL08U线站搭建了一台新型的先进STXM,并实现了一种双向运动的快速扫描技术。这台新型STXM以波带片、光阑、样品架、探测器和激光干涉仪为核心组成元件。入射的单色X射线被波带片所聚焦,通过光阑去除杂散光和高级次的光后,最后透射过样品的光强值被探测器所记录。实现STXM的核心是控制系统的开发,主要包括粗细移动平台、探测器、激光干涉仪,和相关探测器的数据采集等的控制。我们利用Python语言直接对各滑台进行高精度的灵活控制,用可编程门阵列（FPGA）实现探测器记录的光强值和激光干涉仪记录的样品位置信息的同步获取及其同步触发。其中,所使用的双向扫描技术,利用FPGA对探测器获得的光强值和激光干涉仪记录的对应位置信息进行同步采集,我们将光强值按照同一时刻的样品位置信息进行排列形成原始图像,后续利用自主开发的后处理程序对原始图像进行网格化,对落入每个网格中的数据点的光强值进行平均,最后得到均一、规整的显微图像。进一步地,我们对该系统的可视化操作界面用Py Qt5进行了研发,该界面具有界面友好、自动化高、可操作性强和简单直观的优点,利用该界面用户可以对复杂的STXM实验进行高自动化操作。最终我们利用标准靶对该STXM系统的成像效果进行了测试和实验,对一幅10μm*10μm范围,1000*1000个像素点,1 ms的积分时间的图像进行成像用时仅需16.6分钟,分辨率达到了优于30 nm的精度。实验结果表明,我们的新型STXM的双向扫描方式可以让压电电机在高速运动下不间断的往复扫描,不必担心回程误差和外界的震动,提高了扫描效率和图像质量,减少了样品在实验过程中所受的辐射剂量。特别是在一些数据量大、耗时长的成像实验中（如:大能量范围的能量堆栈和多角度的层析成像）,该新型STXM可以实现低辐射剂量、高信噪比、高空间分辨率且高速的成像,并大大节约用户机时,提升光束线站的利用效率。（二）Ptychography作为一种新兴的基于STXM的成像方法,它利用波带片把X射线聚成小的光斑,并用光阑把高级次的光和杂散光剔除,然后把光斑经过样品产生的衍射花纹用CCD或s CMOS探测器进行记录,最后通过迭代重构得到显微图像。由于它的高空间分辨率、高实验效率和高的化学敏感性,近年来受到了全世界的广泛关注。但是因为缺乏相应的数据重构软件,该成像技术的应用受到了极大的限制。因此,我们以Python语言开发了一套可视化Ptychography数据重构软件——Py PIE。该软件支持多种重构模式,自动化高,界面简洁友好,重构效果好。进一步,我们基于加拿大光源的Ambient STXM对设备进行了针对Ptychography的优化和改进,并对高镍富锂正极颗粒进行了表征和研究。我们首先分别用传统STXM和STXM-Ptychography对该电极颗粒在O的K吸收边进行了成像,结果表明,Ptychography具有更好的吸收衬度和空间分辨率,且实验效率更高。进一步,我们在O的K边、Mn的L边、F的K边和Ni的L边多个能量下对该电极颗粒进行了的Ptychography成像,给成像结果增加了成分和化学信息,我们发现电解液中的F嵌入到了降解的电极颗粒的晶格中,并伴随着Mn的不同程度的溶出。该工作为电池材料的研究提供了新的工具,为探索电池的降解机理和制备工艺提供了方向,更使得Ptychography从“正在发展的技术”真正成为了“面向大众的技术”。（三）软X射线吸收谱（XAS）是与STXM相辅相成的表征技术,也是STXM进行元素、价态分辨的前提基础。BL08U线站STXM实验腔前端的谱学腔,用皮安计来采集X射线照射到样品上激发出的俄歇电流、光电流。由于皮安计仅仅是一种高灵敏的电流表,它不仅可以采集信号电流,同时也会把噪声电流放大,造成获得的谱线信噪比较差,用户往往很难得到理想的结果。为了解决这个实际应用问题,我们设计并开发了一套新吸收谱测量系统。该系统将原有的皮安计替换为带滤波功能的预放大器、伏频转换器和多通道数据采集卡。样品的信号电流被预放大器采集,并通过其特有的滤波、漂移补偿和信号增益等功能对信号进行优化并将弱电流信号转换为大电压信号,然后该电压信号被伏频转换器转换为适于长距离传输的频率信号,最后被高速的多通道采集板卡所采集。该系统的控制系统通过实验物理和工业控制系统（EPICS）平台和Python语言来实现。我们进一步用CS-Studio来开发了该系统的可视化操作界面,可以让用户方便地进行操作控制。最后我们利用Sr Ti O3样品对新吸收谱测量系统进行了实验和测试,通过与旧系统的结果对比,新吸收谱测量系统的谱线结果更加平滑、信噪比更高、采集效率更快。
乔舰[6]（2020）在《紧凑型质子治疗同步加速器直线注入器RFO和DTL的研究》文中研究表明作为放射性治疗肿瘤的一种,质子治疗因其独特的物理特性,使其在某些特定肿瘤的治疗方面具有一定的优越性,同时其优越的术中治疗感受、术后生活质量和较高的生存率,使其成为目前放射性治疗的一个焦点。中国科学院上海应用物理研究所与上海市瑞金医院合作共建国内首台质子治疗装置APTRON,目前装置处于认证阶段。作为基于同步加速器的质子治疗装置的核心部件之一,质子直线注入器通常由质子源、低能束线、RFQ直线加速器、中能束线以及漂移管直线加速器DTL几个部分组成。为加快质子治疗装置的国产化、小型化和产业化进程,本论文基于目前在线运行的进口的直线注入器PL-7,以整个注入器的紧凑性、运行维护方便和降低成本为出发点,在满足国产同步加速器注入要求下,对质子治疗同步加速器直线注入器中的RFQ和DTL直线加速腔体进行设计。基于APTRON质子治疗装置,本论文以ECR离子源和LEBT出口束流为基准,对紧凑型质子直线注入器的进行初步设计,主要内容包括:1)低能端预加速器射频四极场直线加速器RFQ的物理设计和相关的电磁谐振结构设计仿真;2)高能端的主加速段基于KONUS动力学的漂移管直线加速器的物理设计。对于低能端预加速段RFQ,为保证注入器的稳定性和紧凑性,本论文基于RFQ束流动力学的相关理论基础,从物理参数选择出发,展开相关的初步动力学方案设计。为使腔体更加紧凑,针对初步方案中的成型段和聚束段提出快聚束的优化设计策略,并展开相关的优化设计,使整个RFQ腔体结构较初步方案缩短7%。通过多粒子模拟研究,腔体对非理想入口束流具有较强容忍度。利用MWS-CST软件展开相关高频谐振结构设计,通过分析结构参数对高频特性的影响,得到相关高频谐振结构。对于主加速段的DTL直线加速器,通过对比负同步相位原理、交变相位聚焦原理和结合零相位加速原理三种低能量段的DTL动力学原理,为提高低占空比的质子治疗注入器的加速梯度,最终选用KONUS动力学原理。为简化腔体加工工艺,结合APF型IH-DTL腔体的特点和KONUS动力学结构的优势,提出腔内无磁铁的DTL单腔结构,并将其首次应用于质子治疗直线注入器装置中,将质子束流从3 MeV加速到7 MeV。利用经国际上多次验证的LORASR程序,从入口参数选择、动力学参数选择到对于入口束流参数的误差冗余度分析等多方面进行相关DTL的动力学设计和多粒子模拟研究。此外,针对组内团队成员设计好的APF型IH-DTL腔体展开冷测实验。从测试平台的搭建到测试结果分析,最终腔体测试值与设计值吻合的较好,为后续类似结构的测试奠定一定的基础。通过上述优化设计,保证质子治疗注入器整体的紧凑性,为今后质子治疗装置直线注入器的设计研发提供和积累新的设计思路和技术经验。
王永天[7]（2020）在《气相负离子团簇的光电子能谱研究》文中提出本文主要介绍了高分辨光电子速度成像仪的研制和利用该技术结合理论计算对三类负离子团簇的光电子能谱研究。系统地探究了溶剂化负离子团簇——金负离子Au1,2-与醇类溶剂分子的相互作用;VO2H-负离子团簇的几何和电子结构;双原子分子负离子IO-和ThC-及其对应的中性分子的基态和低能激发态的电子结构。另外,本文结合电喷雾离子源技术、低温离子阱技术及双反射飞行时间质谱技术设计了新的可以研究复杂体系及多电荷体系的高分辨冷负离子慢电子速度成像仪。小尺寸金纳米颗粒和金单原子表现出很高的催化活性。本文系统研究了Au-负离子溶质与醇类溶剂分子相互作用的Au1,2-（Solv）n（Solv=C2H5OH,n-C3H7OH;n=1-3 for Au-;n=1 for Au2-）体系,不同溶剂、溶剂分子数目、不同溶质离子对相互作用的影响,得到了结构的变化规律和溶剂化结合能的估算方法。发现了与氟gauche效应相似的金gauche效应,这是首次提出的金属负离子的邻位交叉效应（gauche effect）。钒氧化物在多相催化中发挥着巨大的作用,块状或负载型钒氧化物作为催化剂应用于许多用于能源可持续性的工业催化反应中。本文利用自主研制的高分辨光电子速度成像仪得到了VO2H-负离子团簇的振动分辨的光电子能谱,结合理论计算确定了中性分子VO2H的电子亲和势并指认了HO-V=O键的对称弯曲振动频率。结果表明VO2H-体系的电子组态和VO2-的电子组态较为相近,当H原子与VO2-中的O原子结合时,可以有效削弱V-O键的强度。IO自由基是与臭氧有关的光化学反应的催化剂,研究IO自由基的光解离特性对于加深碘光化学的理解至关重要,本论文通过光电子成像和光脱附能谱测定了IO分子更精确的电子亲合势和其他光谱参数,对于IO-负离子,验证了其理论预测的预解离激发态,观测到与理论计算预测的排斥态相反的束缚激发态,并观察到两个奇特的共振态,推测它们是“偶极诱导共振”,两个态能量间隔与IO振动频率接近,但是与偶极束缚态引起的共振有显着不同。固体ThC在钍基核燃料研究中有重要潜在价值,而ThC分子的光谱研究能为锕系理论计算提供重要参考依据。本论文利用高分辨光电子成像精确测定了ThC分子的电子亲和势和第一电子激发态的能量和振动频率,理论计算与实验测定结果吻合。分子轨道及键级的分析均表明Th-C键为具有共价特性的多重键。自主研制的高分辨光电子成像仪的仪器灵敏度,分辨率等性能虽然已经能满足大多数研究体系的需求,但是对于部分较为复杂体系的分辨及多电荷负离子体系的研究仍然力有未逮,故本文结合电喷雾离子源技术、低温离子阱技术及双反射飞行时间质谱技术设计了新的具有研究复杂体系及多电荷体系能力的高分辨冷负离子慢电子速度成像仪。
吴铭钐[8]（2020）在《强流离子源高能反向粒子流特性研究》文中研究指明高能反向粒子流是强流离子源运行过程中不可避免的难题,而未来聚变反应需要更高功率和更长脉宽的中性束,因此高能反向粒子流是强流离子源大功率长脉冲运行的研究重点之一。本论文主要从理论出发,分析了高能反向粒子流产生的物理机制,并基于强流离子源实验平台开展高能反向粒子流的实验研究,基于诊断手段进行了高能反向粒子流的热沉积分布等分析,开展强流离子源反向粒子流的特性研究,继而开展抑制反向粒子流危害的优化方法研究,从而满足强流离子源高功率长脉冲安全稳态运行的目标。根据碰撞理论,基于先进实验托卡马克（EAST）中性束正离子源和中国聚变工程实验堆（CFETR）中性束射频负离子源的结构,分析了高能反向粒子流在离子源束引出系统中产生的物理过程,优化计算模型,分别估算得出正源反向电子流功率约占引出束功率的7.4%,负源反向正离子流约占束流的2.8%。基于热参数和电参数测量,理论结合实验,丰富和完善了反向电子流的诊断方法。使用水流热量计系统,开展了弧室及电极热承载部件的热参数分布研究,定性地研究了反向电子流功率量级及其主要沉积位置。使用抑制极电流作为表征反向电子流的电参数,理论计算了在不同加速电压下,抑制极负高压设置值的下限值。使用梯度电极电流作为表征反向电子流的电参数,理论计算梯度电流的量级,与实验对比。解决反向电子流的表征问题和诊断方法。基于现有的实验条件,提出优化反向电子流方案,包括减小反向电子的产额,及反向电子沉积位置集中给弧室带来的危害。通过理论计算引出束散角与导流系数的关系,实验上验证导流系数的增加使得反向电子增加,而束散角对反向电子影响较弱。通过物理分析和仿真模拟,研究弧室磁场尤其顶部中心磁铁对反向电子沉积分布的影响。最后,通过理论计算进气量对反向电子产生的影响,设计完成了进气量对反向电子流影响的相关实验,验证了控制进气量对减少反向电子产额的积极影响。建立负源加速器空间真空梯度计算模型,理论研究真空梯度对负离子剥离损失的影响,借鉴国际上针对反向正离子流的研究方法,结合CFETR中性束负源样机的结构,提出利用热电偶测量弧室背板上正离子沉积功率分布的诊断方案,提出利用溅射探针检测离子源内铜污染的来源和推导反向正离子流及其功率大小的诊断方案。
冯永春[9]（2019）在《基于电子束扫描的高功率束流剖面测量系统样机研制》文中提出近代物理研究所承担的十二五大科学装置项目强流重离子加速器装置（HIAF）将建造新一代高流强、高能量、高束团功率的重离子加速器,电子束探针作为增强器（BRing）束诊设备之一,将为BRing提供非拦截式束流诊断。电子束探针除了能测量束流剖面,还可以测量束流中心位置、束团长度、束流中性化以及束流尾场。相比于传统探测器,电子束探针具有非拦截、可同时测量多个束流参数的优点。本课题的目的是研制一款电子束探针样机,实现对束流剖面的测量,测量误差小于剖面大小的10%。本课题从电子束探针的基本原理出发,采用数值模拟与束流实验相结合的研究思路,全面系统的介绍了如何搭建一套电子束探针系统。主要完成了电子枪的研制和电子束探针系统的搭建,同时,给出了处理实验数据的系统性算法,进而形成了一套完整的电子束探针在线测量系统。束流实验结果表明该系统达到了设计目标。本论文主要研究内容包括:1、编写了一套数值模拟算法。该算法求解的对象是电子束在主束空间电荷场下的运动以及剖面重建,用该算法模拟研究了电子束在coasting束流、三维Gaussian束团、三维Bi-Gaussian束团以及三维Halo束团下的偏转及分布重建,分析了偏转板上升沿时间对三维束团剖面重建的影响;从理论上解释了电子束斑在偏转过程中出现的展宽现象,并给出了解决方案;同时,对重建误差做了分析。2、成功研制了电子枪。分别用CST、SAM、SIMION三款软件优化模拟了电子枪引出结构,基于此,设计加工了电子枪硬件。用狭缝+屏方法测量了电子束发射度,结果比模拟值大0.5～1倍。给出了系统的发射度数据处理流程,通过对原始数据逐轴插值、小波降噪、基于阈值的有效区间（ROI）选择,获得阈值与发射度值的曲线,利用外插值算法可得到零阈值发射度值。测量结果表明电子枪满足电子束探针的要求,达到了设计预期。3、离线测试了电子束探针。用直径为1.5 mm的通电钨针代替主束的方式验证了电子束的偏转,最大偏转角与理论值的相对偏差为3%,重建的钨针轮廓与设计值之间的最大相对偏差为8.5%,最小为0.6%,从侧面验证了电子束探针数值模拟算法的正确性,同时保证了该测量系统对剖面重建的准确性。4、搭建了电子束探针系统并进行了在线测试。搭建了电子束探针在线测量系统,在ECR离子源束线上做了首次在线测试,与单丝测量值相比,相对偏差约为0.5%,达到了电子束探针的设计指标。针对含噪声离散数据点的求导操作,采用了基于先验分布的最小二乘拟合法和模型无关的基于机器学习的核岭回归（KRR）算法。5、给出了热电子发射五维相空间随机数生成算法。针对SIMION软件无法模拟热发射现象,作者通过理论公式推导,给出了满足Maxwell-Boltzmann分布的五维随机数生成算法,将生成的五维随机数导入SIMION,可用于热发射现象模拟。电子束探针是国内第一款基于电子束扫描原理而研制的用于高功率加速器剖面测量的非拦截式束诊设备,自制电子枪在1米远的屏上能得到σ～0.5 mm的束斑,在线测量结果与单丝测量值相比相对偏差约为0.5%。整体来看,电子束探针达到了设计目标。
王可[10]（2019）在《基于金属团簇配合物分析的质谱仪器研制》文中指出金属团簇配合物在发现之初由于具有独特的金属键而受到关注。目前金属团簇配合物研究趋向高核化与功能化。高核金属团簇配合物分子尺寸可以达到纳米级,成为具有确定组成及结构的纳米分子,是对纳米材料进行深入研究的重要切入点。同时,金属团簇配合物作为一类新型功能材料,在医药、催化、光学、电子及磁学等领域不断开发出独特性质。传统的X射线单晶衍射等手段对金属团簇配合物的检测结果在准确度上存在缺陷,同时难以实时分析,研究团簇反应动力学。质谱则能够依据质荷比的不同高精度地区分离子,并可实时跟踪团簇反应,是对传统金属团簇分析手段的有效补充。金属团簇配合物内部化学键合作用复杂,其质谱峰数量多且质量分布范围广。本课题根据金属团簇配合物的分析特征设计研制质谱仪器,为后续的相关仪器研发提供理论与实践经验。飞行时间质量分析器测质范围广,质量分辨率高,分析灵敏,适于金属团簇配合物分析。设计与搭建一款双场垂直加速反射式飞行时间质量分析器,并搭配电子轰击离子源,组装成一台电子轰击离子源飞行时间质谱。对质谱中离子运动轨迹进行了离子光学模拟,观察各项仪器参数对离子运动及仪器指标影响,获得了最优仪器参数组。调试仪器,测试质谱最优半峰宽分辨率为7175,检测极限可达3.9ppb,从而确认该款质量分析器运行正常。纳升电喷雾源电离温和,可产生多电荷离子,电离效率高,适合电离金属团簇配合物。设计与搭建一套纳升电喷雾源及相应离子传输系统,搭配上述飞行时间质量分析器,组成一台基于金属团簇配合物分析的纳升电喷雾源飞行时间质谱。对离子在传输系统中的运动轨迹进行了离子光学模拟,观察传输系统各项参数对离子运动及离子传输效率影响,获得了最优参数组。
二、加速器间隙透镜电压稳定装置的研制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、加速器间隙透镜电压稳定装置的研制（论文提纲范文）
（1）6×1012n/s强流中子发生器ECR离子源与前分析系统研制（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 中子源概述 |
| 1.2 中子发生器 |
| 1.3 2.45 GHz ECR离子源 |
| 1.3.1 ECR离子源在中子发生器领域的应用 |
| 1.3.2 2.45 GHz ECR离子源的起源和发展 |
| 1.4 强流中子发生器分析系统 |
| 1.5 选题意义 |
| 第二章 ECR离子源与前分析系统设计 |
| 2.1 ECR离子源基本原理 |
| 2.2 ECR离子源基本结构 |
| 2.2.1 微波产生与传输系统 |
| 2.2.2 源体与引出 |
| 2.3 ECR离子源整体设计 |
| 2.4 前分析系统设计 |
| 2.4.1 相关理论 |
| 2.4.2 元器件介绍 |
| 2.4.3 方案设计 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 ECR离子源束流强度与质子比调试 |
| 3.1 ECR离子源设计要求 |
| 3.2 束流强度影响因素 |
| 3.2.1 磁场 |
| 3.2.2 放电腔与微波窗相对距离 |
| 3.2.3 其他影响因素 |
| 3.3 质子比测量 |
| 3.3.1 ECR离子源配置 |
| 3.3.2 测量系统 |
| 3.4 质子比影响因素 |
| 3.4.1 引出电压 |
| 3.4.2 微波窗结构和材质 |
| 3.4.3 进气量和微波功率 |
| 3.4.4 阻抗匹配 |
| 3.4.5 磁场和放电腔大小 |
| 3.4.6 管道真空 |
| 3.5 总结与讨论 |
| 第四章 ECR离子源工作稳定性研究 |
| 4.1 ECR离子源工作稳定性问题 |
| 4.2 微波窗结构与损伤分析 |
| 4.2.1 微波窗介绍 |
| 4.2.2 微波窗损伤表现 |
| 4.2.3 微波窗损伤分析 |
| 4.3 微波窗温度与应力分布计算 |
| 4.3.1 模型设置 |
| 4.3.2 结果分析 |
| 4.3.3 解决方案 |
| 4.3.4 实验验证 |
| 4.4 电极打火现象及原因分析 |
| 4.5 引出区改进措施 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 前分析系统设计与调试 |
| 5.1 前分析系统物理设计 |
| 5.2 前分析系统束流传输模拟 |
| 5.2.1 氘离子束引出与传输 |
| 5.2.3 氢离子束的引出与传输 |
| 5.3 磁场和真空腔 |
| 5.3.1 磁铁设计和磁场测量 |
| 5.3.2 真空管道 |
| 5.4 前分析系统调试 |
| 5.4.1 主要结果 |
| 5.4.2 问题与改进 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）强流紧凑型离子直线加速器关键物理问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 强流紧凑型离子直线加速器的需求与发展现状 |
| 1.2 强流紧凑型离子直线加速器特点、实现手段和关键问题 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 第2章 RFQ加速器的纵向发射度控制和空间电荷效应补偿 |
| 2.1 RFQ加速器及空间电荷理论 |
| 2.1.1 横纵向动力学 |
| 2.1.2 强流空间电荷效应 |
| 2.1.3 空间电荷效应补偿 |
| 2.2 RFQ加速器的纵向发射度控制 |
| 2.2.1 小能量接受度设计 |
| 2.2.2 全粒子优化设计 |
| 2.3 RFQ加速器的空间电荷效应补偿 |
| 2.3.1 RFQ电极补偿空间电荷效应 |
| 2.3.2 不同横向分布束流的传输和分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 RFQ与 DTL之间的紧凑匹配 |
| 3.1 匹配理论 |
| 3.2 RFQ与 DTL的紧凑型过渡 |
| 3.2.1 紧凑型匹配 |
| 3.2.2 不同运行工况分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 RFQ与 DTL直接耦合及其相关物理问题 |
| 4.1 耦合腔高频研究 |
| 4.1.1 CH-DTL段研究 |
| 4.1.2 四翼型 RFQ 与 CH-DTL 段耦合研究 |
| 4.2 RFQ与 DTL耦合腔动力学研究 |
| 4.3 RFQ与 DTL耦合腔的冷测 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 10Me V750MHz直线加速器的物理设计 |
| 5.1 边界条件 |
| 5.2 750MHz RFQ物理设计 |
| 5.3 750MHz IH-DTL物理设计 |
| 5.4 匹配设计以及从头到尾的模拟 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）CiADS超导直线加速器优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 CiADS超导直线加速器概述 |
| 1.2 高功率超导直线加速器的发展与现状 |
| 1.3 CiADS超导直线加速器设计关键问题 |
| 1.4 论文工作的意义及创新点 |
| 第2章 直线加速器基础理论 |
| 2.1 束流相空间传输理论 |
| 2.1.1 束流的纵向运动 |
| 2.1.2 束流的横向运动 |
| 2.2 TraceWin动力学模拟软件介绍 |
| 2.2.1 程序的介绍 |
| 2.2.2 程序的benchmark及应用 |
| 2.2.3 程序边界参数的确定 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 CiADS超导直线加速器结构优化设计 |
| 3.1 设计考虑 |
| 3.1.1 横向聚焦元件选择 |
| 3.1.2 超导腔体beta值选择及转变能量 |
| 3.1.3 腔体运行梯度 |
| 3.1.4 发射度及接受度优化 |
| 3.1.5 低温恒温器长度边界 |
| 3.2 设计原则量化研究 |
| 3.2.1 周期相移影响研究 |
| 3.2.2 平滑聚焦影响研究 |
| 3.3 周期聚焦结构设计 |
| 3.4 非周期段匹配设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 CiADS超导直线加速器多粒子模拟分析 |
| 4.1 理想情况多粒子模拟分析 |
| 4.2 束流参数敏感性分析 |
| 4.2.1 流强 |
| 4.2.2 发射度 |
| 4.2.3 失配度 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 CiADS超导直线加速段硬件误差分析 |
| 5.1 误差分析 |
| 5.1.1 误差来源概述 |
| 5.1.2 误差边界的选取及误差分配原则的考虑 |
| 5.1.3 基于等影响原则的单类误差模拟分析 |
| 5.1.4 综合误差影响分析 |
| 5.2 轨道校正方案 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）衍射极限环注入切割磁铁技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光源及其衍射极限现象 |
| 1.2 同步辐射光源及其注入引出系统 |
| 1.2.1 同步辐射光源的发展历程 |
| 1.2.2 同步辐射光源注入引出系统 |
| 1.3 衍射极限环光源及其注入 |
| 1.3.1 衍射极限环光源国内外发展现状 |
| 1.3.2 衍射极限环光源的注入模式 |
| 1.3.3 衍射极限环光源注入切割磁铁 |
| 1.4 本论文的研究思路与创新点 |
| 1.4.1 本文的主要研究内容及难点 |
| 1.4.2 论文的创新点 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 涡流型切割磁铁基本设计与解析分析 |
| 2.1 电磁基本理论 |
| 2.2 切割磁铁涡流相关理论 |
| 2.3 磁屏蔽 |
| 2.4 涡流型切割磁铁基本结构及核心参数计算 |
| 2.5 涡流型切割磁铁主漏场的解析分析 |
| 2.6 动态磁场测量方法 |
| 2.6.1 电磁效应法 |
| 2.6.2 电磁感应法 |
| 2.6.3 磁饱和法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于有限元分析的切割磁铁多场数值模拟 |
| 3.1 数值模拟分析方法简介 |
| 3.2 基于TR(Transient analysis)的切割磁铁二维动态磁场分析 |
| 3.2.1 切割磁铁二维仿真模型的建立 |
| 3.2.2 切割磁铁主场均匀性及涡流场特性 |
| 3.2.3 不同切割板厚度下切割磁铁漏场分析 |
| 3.2.4 励磁波形对切割磁铁漏场峰值的影响分析 |
| 3.2.5 无氧铜与高磁导率材料厚度配比对漏场影响分析 |
| 3.2.6 切割板外不同位置漏场随时间演变曲线 |
| 3.3 基于ELEKTRA/TR模块的切割磁铁三维动态磁场分析 |
| 3.3.1 切割磁铁三维网格划分 |
| 3.3.2 薄片硅钢模型的涡电流分布 |
| 3.3.3 切割磁铁三维仿真模型的建立 |
| 3.3.4 主磁场均匀性及漏场三维动态分析 |
| 3.3.5 端部场三维动态分析和漏场优化 |
| 3.4 基于ANSYS的切割磁铁静态温度场分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 切割磁铁工程设计与测试 |
| 4.1 切割磁铁工程设计 |
| 4.1.1 一体化无氧铜线圈 |
| 4.1.2 无取向硅钢磁芯冲压成型 |
| 4.1.3 高真空绝缘支撑工程材料 |
| 4.1.4 无氧铜切割板与高磁导率屏蔽材料贴合 |
| 4.1.5 无氧铜基座、盖板及散热分析 |
| 4.1.6 切割磁铁总装集成 |
| 4.2 切割磁铁工程测试 |
| 4.2.1 线圈电感测定 |
| 4.2.2 工程塑料PPS真空性能 |
| 4.2.3 硅钢片厚度及铁损 |
| 4.2.4 冷冲压硅钢片毛刺测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 切割磁铁动态磁场测量系统 |
| 5.1 动态磁场测量系统总体框图 |
| 5.2 磁场测量探头 |
| 5.2.1 多匝点线圈及其测试 |
| 5.2.2 单匝长线圈及其测试 |
| 5.3 励磁脉冲电源系统 |
| 5.3.1 励磁脉冲电源系统方案 |
| 5.3.2 Technix充电电源 |
| 5.3.3 可控硅开关管 |
| 5.3.4 脉冲形成原理及电路 |
| 5.3.5 脉冲波形参数测量 |
| 5.4 电动平台集成 |
| 5.4.1 电动平台方案 |
| 5.4.2 电机驱动器及控制 |
| 5.5 磁测平台集成与调试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 切割磁铁磁场测量 |
| 6.1 动态磁场测量系统 |
| 6.2 感应电压积分背景减噪 |
| 6.3 切割磁铁主磁场测量 |
| 6.3.1 切割磁铁磁间隙主场测量及偏差分析 |
| 6.3.2 切割磁铁励磁传递函数 |
| 6.3.3 切割磁铁主磁场横向均匀性测量 |
| 6.3.4 切割磁铁主磁场纵向分布 |
| 6.3.5 切割磁铁端部场分布 |
| 6.4 切割磁铁漏场测量 |
| 6.4.1 薄切割磁铁切割板外漏场积分测量(长线圈) |
| 6.4.2 厚切割磁铁切割板外漏场积分测量(长线圈) |
| 6.4.3 无高磁导率屏蔽材料的切割板外漏场积分测量(长线圈) |
| 6.4.4 薄切割磁铁出口处漏场测量(点线圈) |
| 6.4.5 切割板外漏场纵向分布(点线圈) |
| 6.5 切割磁铁励磁温升分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（5）软X射线谱学显微实验技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 同步辐射及其性质 |
| 1.3 同步辐射光源的发展 |
| 1.4 同步辐射技术的显微成像方法简介 |
| 1.4.1 全场透射X射线显微镜 |
| 1.4.2 扫描透射X射线显微镜 |
| 1.4.3 X射线全息成像 |
| 1.4.4 X射线光电发射电子显微镜 |
| 1.5 本文研究的内容和意义 |
| 第2章 扫描透射X射线显微镜 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 STXM的原理 |
| 2.2.1 成像原理 |
| 2.2.2 光学密度 |
| 2.2.3 空间分辨率 |
| 2.3 STXM的国内外发展现状 |
| 2.3.1 国际上主要的STXM |
| 2.3.2 国际上的STXM控制软件 |
| 2.4 STXM的方法学 |
| 2.4.1 点谱扫描 |
| 2.4.2 能量堆栈 |
| 2.4.3 扫描相干衍射成像 |
| 2.4.4 纳米计算层析扫描 |
| 2.4.5 焦点堆栈成像 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 双向扫描方法的STXM实验站的实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双向扫描方法介绍 |
| 3.3 硬件设备的实现 |
| 3.3.1 X射线聚焦机构 |
| 3.3.2 级选光阑系统 |
| 3.3.3 样品扫描机构 |
| 3.3.4 探测器系统 |
| 3.3.5 系统震动抑制机构 |
| 3.4 实验站控制系统的实现 |
| 3.4.1 数据获取部分 |
| 3.4.2 扫描控制部分 |
| 3.4.3 可视化操作界面软件 |
| 3.5 数据的后期处理 |
| 3.6 实验站测试和实验结果 |
| 3.6.1 原始STXM实验结果 |
| 3.6.2 处理后的实验结果 |
| 3.6.3 空间分辨率的量化分析 |
| 3.6.4 辐射剂量分析 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 Ptychography的重构软件开发和应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 工作概述 |
| 4.1.2 加拿大光源SM线站 |
| 4.1.3 加拿大光源的Ptychography技术 |
| 4.2 SM线站实验条件的改进 |
| 4.2.1 聚焦模式的研究 |
| 4.2.2 离焦模式的研究 |
| 4.2.3 其它研究 |
| 4.3 可视化数据重构软件 |
| 4.3.1 软件算法 |
| 4.3.2 软件主界面 |
| 4.3.3 堆栈分析设置界面 |
| 4.3.4 观察窗界面 |
| 4.3.5 图像查看器界面 |
| 4.3.6 图像计算器界面 |
| 4.4 SM线站Ptychography技术和重构软件的测试 |
| 4.4.1 传统STXM与Ptychography对比实验 |
| 4.4.2 Ptychography能量堆栈实验 |
| 4.5 高镍富锂阴极颗粒降解机理的研究 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 高信噪比的软X射线吸收谱测量系统的实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.1.1 研究简介 |
| 5.1.2 实验物理和工业控制系统EPICS |
| 5.2 硬件装置 |
| 5.2.1 数据计数板卡 |
| 5.2.2 伏频转换器 |
| 5.2.3 预放大器 |
| 5.3 控制系统 |
| 5.4 XAS测量系统的具体实现方式 |
| 5.4.1 光束线部分 |
| 5.4.2 实验站部分 |
| 5.4.3 测量过程 |
| 5.5 图形化操作界面软件 |
| 5.6 实验和测试 |
| 5.7 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）紧凑型质子治疗同步加速器直线注入器RFO和DTL的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 治疗加速器介绍 |
| 1.2.1 医用电子直线加速器介绍及其发展 |
| 1.2.2 质子重离子治疗加速器 |
| 1.3 国内外质子重离子直线加速器介绍 |
| 1.3.1 德国GSI重离子直线加速器 |
| 1.3.2 日本NIRS医用重离子治疗装置HIMAC |
| 1.3.3 德国医用重离子治疗装置HICAT |
| 1.3.4 欧洲核子中心CERN的HF-RFQ |
| 1.4 论文的科学意义 |
| 1.5 论文主要内容及创新点 |
| 1.5.1 论文主要内容 |
| 1.5.2 论文创新点 |
| 第2章 射频直线加速器束流动力学与结构概述 |
| 2.1 直线加速器束流动力学原理 |
| 2.1.1 纵向动力学 |
| 2.1.2 横向动力学 |
| 2.2 RFQ直线加速器结构概述 |
| 2.2.1 径向匹配段RMS |
| 2.2.2 成型段SH |
| 2.2.3 聚束段GB |
| 2.2.4 加速段AC |
| 2.2.5 传输单元 |
| 2.2.6 RFQ设计极限 |
| 2.2.7 RFQ射频结构介绍 |
| 2.3 DTL直线加速器结构概述 |
| 2.3.1 Alvarez型DTL动力学结构介绍 |
| 2.3.2 APF型DTL动力学结构介绍 |
| 2.3.3 KONUS型DTL动力学结构介绍 |
| 2.3.4 IH型DTL结构介绍 |
| 小结 |
| 第3章 紧凑型射频四极场直线加速器RFQ的研究 |
| 3.1 RFQ直线加速器物理设计 |
| 3.1.1 低能束流传输线LEBT设计方案介绍 |
| 3.1.2 RFQ直线加速器主要参数选择 |
| 3.1.3 紧凑型RFQ直线加速器初步设计方案 |
| 3.1.3.1 “四段论”法 |
| 3.1.3.2 “均温”法 |
| 3.1.2.4 RFQGen设计程序介绍 |
| 3.1.4 RFQ直线加速器初步动力学设计 |
| 3.1.5 RFQ直线加速器优化设计 |
| 3.1.5.1 RFQ直线加速器优化设计方案 |
| 3.1.5.2 优化前后设计结果对比 |
| 3.1.6 RFQ直线加速器动力学模拟 |
| 3.1.7 RFQ直线加速器误差分析 |
| 3.1.8 动力学设计对比小结 |
| 3.2 RFQ直线加速器射频结构设计 |
| 3.2.1 RFQ谐振结构介绍 |
| 3.2.2 电磁结构设计策略 |
| 3.2.3 有限元概述及网格收敛性分析 |
| 3.2.4 电极横向截面设计研究 |
| 3.2.5 三维模型设计 |
| 3.2.6 调谐器设计 |
| 3.2.7 模式分离 |
| 3.2.8 底切设计 |
| 3.2.9 RFQ极头加调制底切设计及模拟 |
| 3.3 RFQ腔体设计总结 |
| 第4章 KONUS型交叉指结构漂移管直线器IH-DTL腔体物理设计 |
| 4.1 漂移管直线加速器DTL的方案选择 |
| 4.1.1 负同步加速相位NSPS漂移管直线加速器介绍 |
| 4.1.2 交变相位聚焦APF漂移管直线加速器介绍 |
| 4.1.3 结合零度加速相位KONUS漂移管直线加速器介绍 |
| 4.1.4 小结 |
| 4.2 优化设计策略 |
| 4.2.1 本论文结构设计方案 |
| 4.2.2 设计流程介绍 |
| 4.2.3 设计程序介绍 |
| 4.2.4 紧凑型改造方案小结 |
| 4.3 初始参数选择 |
| 4.3.1 初始入口参数匹配选择 |
| 4.3.2 负相位聚束单元的设计研究 |
| 4.3.3 腔体动力学结构设计研究 |
| 4.4 纵向匹配研究 |
| 4.4.1 传输段PHASE SHIFT优化研究 |
| 4.4.2 腔体传输过渡单元的几何尺寸研究 |
| 4.4.3 首个零相位加速间隙粒子注入能量优化研究 |
| 4.5 动力学结果对比总结 |
| 4.6 稳定性模拟分析 |
| 4.6.1 横纵向束流包络及粒子分布 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 总结 |
| 参考文献 |
| 附录 APF型IH-DTL直线加速腔体的冷测实验 |
| 1.1 APF型IH-DTL腔体设计简介 |
| 1.2 APF型IH-DTL机械设计加工介绍 |
| 1.3 APF型IH-DTL低功率射频测量介绍 |
| 1.3.1 腔体低功率测试原理及方案介绍 |
| 1.3.2 低功率测试平台搭建 |
| 1.4 APF型IH-DTL冷测实验 |
| 1.5 小结 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）气相负离子团簇的光电子能谱研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 负离子团簇简介 |
| 1.2 负离子团簇的制备 |
| 1.3 负离子光电子能谱 |
| 1.3.1 负离子光电子能谱概述 |
| 1.3.2 负离子光电子能谱技术简单回顾 |
| 1.3.3 慢电子速度成像技术 |
| 1.3.4 多电荷负离子光电子能谱 |
| 1.3.5 高分辨冷负离子光电子能谱 |
| 1.3.6 弗兰克-康登因子(Franck-Condon Factor,FCF) |
| 1.3.7 选择定则 |
| 1.3.8 光电子角分布 |
| 1.4 飞行时间质谱技术 |
| 1.4.1 飞行时间质谱发展历史简介 |
| 1.4.2 直线式飞行时间质谱 |
| 1.4.3 反射式飞行时间质谱 |
| 1.5 论文研究背景 |
| 1.6 论文研究内容 |
| 第2章 高分辨光电子速度成像仪的研制 |
| 2.1 激光溅射团簇源 |
| 2.2 飞行时间质谱 |
| 2.2.1 离子加速器 |
| 2.2.2 质谱探测器 |
| 2.2.3 质谱分辨率 |
| 2.2.4 质量选择 |
| 2.3 光电子速度成像系统 |
| 2.3.1 光电子速度成像透镜 |
| 2.3.2 成像探测器 |
| 2.3.3 光电子速度成像系统性能 |
| 2.4 离子调制 |
| 2.5 仪器电源及时序控制 |
| 2.6 数据采集及分析 |
| 2.6.1 数据采集 |
| 2.6.2 Franck-Condon模拟 |
| 2.7 激光系统 |
| 2.8 真空系统 |
| 第3章 贵金属负离子与醇类溶剂分子的相互作用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验和理论计算方法 |
| 3.2.1 实验方法 |
| 3.2.2 理论计算方法 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 光电子成像和能谱 |
| 3.3.2 理论计算结果 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 VO_2H~-负离子及VO_2H分子的电子结构研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验和理论计算方法 |
| 4.2.1 实验方法 |
| 4.2.2 计算方法 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 光电子成像和能谱 |
| 4.3.2 理论与实验分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 IO~-负离子的高分辨光电子成像和光脱附能谱研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 ThC~-及ThC的电子结构及成键特征研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验和理论计算方法 |
| 6.2.1 实验方法 |
| 6.2.2 计算方法 |
| 6.3 结果和讨论 |
| 6.3.1 ThC~-的光电子能谱 |
| 6.3.2 理论计算结果与实验的对比 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 高分辨冷负离子慢电子速度成像仪的设计 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 仪器设计描述 |
| 7.2.1 电喷雾离子源 |
| 7.2.2 低温离子阱 |
| 7.2.3 双反射式飞行时间质谱 |
| 7.2.4 慢电子速度成像系统 |
| 7.2.5 整体操作流程 |
| 7.3 小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）强流离子源高能反向粒子流特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 磁约束核聚变与中性束注入 |
| 1.1.1 能源危机与磁约束核聚变 |
| 1.1.2 中性束注入的基本介绍 |
| 1.1.3 中性束注入器的各大组成部分 |
| 1.2 离子源的发展和挑战 |
| 1.2.1 离子源早期发展和类型 |
| 1.2.2 EAST-NBI离子源的选型 |
| 1.2.3 ITER-NBI离子源的选型 |
| 1.3 国内外强流离子源高能反向粒子流的研究现状 |
| 1.3.1 日本JT-60离子源相关研究 |
| 1.3.2 美国DI-D离子源相关研究 |
| 1.3.3 德国IPP离子源的相关研究 |
| 1.3.4 法国CEA离子源的相关研究 |
| 1.3.5 国内离子源的相关研究 |
| 1.4 本文的研究内容和创新点 |
| 1.4.1 本文的主要研究内容 |
| 1.4.2 本文的创新点 |
| 第2章 离子源产生反向粒子流的物理分析 |
| 2.1 离子源等离子体的产生和离子束的引出 |
| 2.1.1 源等离子体的产生 |
| 2.1.2 离子束的引出 |
| 2.2 正源产生反向电子流的物理机制 |
| 2.2.1 反向电子产生的基本反应过程 |
| 2.2.2 第一类反向电子的理论研究 |
| 2.2.3 第二类反向电子的理论研究 |
| 2.3 负源产生反向正离子流的物理机制 |
| 2.3.1 反向正离子产生的基本反应过程 |
| 2.3.2 反向离子的理论研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 正离子源反向电子流的诊断研究 |
| 3.1 基于冷却水流热量的反向电子特性分析 |
| 3.1.1 原理与方法 |
| 3.1.2 实验研究 |
| 3.2 基于抑制极电流的反向电子特性分析 |
| 3.2.1 一维模型计算 |
| 3.2.2 实验设计 |
| 3.2.3 实验结果分析 |
| 3.3 基于梯度极电流的反向电子特性分析 |
| 3.3.1 梯度极结构和作用 |
| 3.3.2 数理简析 |
| 3.3.3 实验结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 正离子源反向电子流的优化研究 |
| 4.1 导流系数对反向电子流的影响分析 |
| 4.1.1 束散角、导流系数和束发射面 |
| 4.1.2 物理模型分析 |
| 4.1.3 实验研究 |
| 4.2 等离子体发生器磁场及反向电子沉积模拟分析 |
| 4.2.1 物理分析 |
| 4.2.2 磁场及沉积模拟 |
| 4.3 进气量对反向电子流产额的影响分析 |
| 4.3.1 理论分析 |
| 4.3.2 实验研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 负离子源反向离子流的初步研究 |
| 5.1 加速器空间真空度对反向离子流的影响 |
| 5.1.1 加速器空间真空梯度计算 |
| 5.1.2 不同真空梯度下的反向离子产额 |
| 5.1.3 不同源气压下的反向离子产额 |
| 5.2 背板热电偶热量计对反向离子的表征 |
| 5.2.1 设计原理 |
| 5.2.2 预结果分析 |
| 5.3 溅射探针对反向离子的表征 |
| 5.3.1 设计方案 |
| 5.3.2 预结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（9）基于电子束扫描的高功率束流剖面测量系统样机研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 常用剖面探测器介绍 |
| 1.2 电子束探针发展历史 |
| 1.3 论文背景 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 第2章 电子束探针相关理论及模拟 |
| 2.1 电子偏转及束流分布重建理论 |
| 2.2 平行电子束扫描理论 |
| 2.3 数值模拟 |
| 2.3.1 算法描述 |
| 2.3.2 用快速扫描方式重建束流横向分布(单粒子程序) |
| 2.3.3 用快速扫描方式重建束流横向分布(多粒子程序) |
| 2.3.4 用慢速扫描方式重建束流横向分布 |
| 2.3.5 束团纵向分布重建 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电子枪研制及测试 |
| 3.1 热电子发射理论 |
| 3.2 电子枪模拟 |
| 3.2.1 CST软件优化枪引出结构 |
| 3.2.2 SAM软件模拟热发射 |
| 3.2.3 SIMION软件模拟电子光学系统 |
| 3.2.4 三款软件模拟对比 |
| 3.3 电子枪设计加工 |
| 3.3.1 阴极选择 |
| 3.3.2 高压电源选择 |
| 3.3.3 机械设计 |
| 3.3.4 机械加工及准直测量 |
| 3.4 电子枪调试 |
| 3.4.1 电子枪调试束线搭建 |
| 3.4.2 电子枪伏安特性测量 |
| 3.4.3 发射度测量 |
| 3.5 电子束偏转测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 电子束探针设计以及搭建 |
| 4.1 总体设计 |
| 4.2 磁屏蔽模拟及设计 |
| 4.3 束线安装及机械准直 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 电子束探针初步调试 |
| 5.1 离子源介绍 |
| 5.2 电子束斑聚焦调试 |
| 5.3 偏转板测试 |
| 5.4 基于束流的准直 |
| 5.5 初步测量结果 |
| 5.5.1 离散点求导算法 |
| 5.5.2 第一次测量 |
| 5.5.3 第二次测量 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 格林函数推导 |
| 附录 B 多项式分布电场求解 |
| 附录 C 三维椭球对称GAUSSIAN分布电场求解 |
| 附录 D 三维BI-GAUSSIAN分布电场求解 |
| 附录 E 三维HALO分布电场求解 |
| 附录 F 五维MAXWELL-BOLTZMANN分布随机数生成 |
| 附录 G 实验数据处理算法 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）基于金属团簇配合物分析的质谱仪器研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题依据 |
| 1.2 质谱原理简述 |
| 1.3 质谱发展历史简述 |
| 1.4 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 电子轰击离子源飞行时间质谱的研制 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 飞行时间质量分析器基本原理 |
| 2.3 飞行时间质量分析器的分辨率 |
| 2.3.1 分辨率的定义 |
| 2.3.2 分辨率的影响因素及补偿 |
| 2.4 仪器设计与搭建 |
| 2.4.1 真空系统 |
| 2.4.2 离子源及透镜装置 |
| 2.4.3 质量分析器 |
| 2.4.4 电路系统 |
| 2.4.5 软件 |
| 2.5 离子轨迹模拟 |
| 2.5.1 质量分析器模拟 |
| 2.5.2 离子源及透镜模拟 |
| 2.6 仪器调试及技术指标 |
| 2.6.1 分辨率 |
| 2.6.2 灵敏度 |
| 参考文献 |
| 第三章 纳升电喷雾源飞行时间质谱的研制 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 电喷雾源技术 |
| 3.2.1 电喷雾源原理 |
| 3.2.2 电喷雾源特点 |
| 3.2.3 纳升电喷雾源技术 |
| 3.3 离子传输装置 |
| 3.3.1 毛细管传输装置 |
| 3.3.2 多极杆传输装置 |
| 3.4 仪器设计与搭建 |
| 3.4.1 真空系统 |
| 3.4.2 纳升电喷雾源装置 |
| 3.4.3 毛细管传输装置 |
| 3.4.4 多极杆及透镜传输装置 |
| 3.5 离子轨迹模拟 |
| 参考文献 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 附录 |
| 致谢 |
四、加速器间隙透镜电压稳定装置的研制（论文参考文献）
- [1]6×1012n/s强流中子发生器ECR离子源与前分析系统研制[D]. 魏绪波. 兰州大学, 2021(12)
- [2]强流紧凑型离子直线加速器关键物理问题研究[D]. 窦为平. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
- [3]CiADS超导直线加速器优化设计[D]. 刘淑会. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021
- [4]衍射极限环注入切割磁铁技术研究[D]. 童金. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2021(01)
- [5]软X射线谱学显微实验技术研究[D]. 孙天啸. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2021(01)
- [6]紧凑型质子治疗同步加速器直线注入器RFO和DTL的研究[D]. 乔舰. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2020(01)
- [7]气相负离子团簇的光电子能谱研究[D]. 王永天. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2020(01)
- [8]强流离子源高能反向粒子流特性研究[D]. 吴铭钐. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [9]基于电子束扫描的高功率束流剖面测量系统样机研制[D]. 冯永春. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2019(01)
- [10]基于金属团簇配合物分析的质谱仪器研制[D]. 王可. 厦门大学, 2019(02)