定 价:63 元
丛书名:中国科学院研究生院教材·物理学科/李家春主编
- 作者:赵籍九,尹兆升主编
- 出版时间:2006/11/1
- ISBN:9787040201420
- 出 版 社:高等教育出版社
- 中图法分类:TL5
- 页码:544页
- 纸张:胶版纸
- 版次:1
- 开本:16K
- 字数:(单位:千字)
本书以高能加速器为对象,讨论加速器各个系统的主要技术问题,包括系统的组成、相关设备的工作原理和技术,以及系统的设计建造等问题。
本书以高能加速器为对象,讨论加速器各个系统的主要技术问题,包括:高能加速器的磁铁技术、磁铁电源技术、高频技术、真空技术、束流测量技术、自动控制技术、电子直线加速器技术和加速器辐射防护技术等。可作为高等院校物理系相关专业的研究生教材或教学参考书,也可供相关专业的研究人员和技术人员参考。
主要符号表
第一章 高能加速器导论
1.1 高能加速器在基本粒子研究中的意义
1.2 加速器的能量提高与技术创新
1.3 高能加速器的发展前沿
1.3.1 高能量前沿
1.3.2 高亮度前沿
1.4 基于加速器的多学科平台
1.4.1 同步辐射装置
1.4.2 自由电子激光
1.4.3 散裂中子源
1.5 加速器技术——高能加速器建造和发展的保证
参考文献
第二章 加速器磁铁技术
2.1 加速器磁铁的主要类型
2.2 加速器磁铁磁场的基本形态和磁场分析
2.2.1 磁场的基本特性
2.2.2 磁场的基本形态和磁场分析
2.3 加速器常规磁铁的设计和建造
2.3.1 铁心磁铁设计的给定要求和设计的一般考虑
2.3.2 常规磁铁的极面设计
2.3.3 极极体和铁心回路
2.3.4 磁铁的端部效应
2.3.5 铁心磁铁的端部垫补与端部削斜
2.3.6 铁心材料特性和磁铁运行特性
2.3.7 铁心磁铁的扰动效应
2.3.8 磁铁磁场分布的数值计算
2.4 水磁磁铁
2.4.1 水磁磁铁的特殊性质
2.4.2 永磁材料
Ⅱ 粒子加速器技术
2.4.3 永磁多极磁铁的工作原理
2.4.4 永磁磁铁的扰动效应与磁场微调技术
2.4.5 永磁磁铁的组装技术
2.5 超导磁铁
2.5.1 超导材料
2.5.2 超导多极磁铁多极磁场的产生
2.5.3 铁轭的影响
2.5.4 线圈端部的磁场
2.5.5 超导磁铁的机械精度和磁场力
2.6 加速器磁铁的磁场测量
2.6.1 霍尔片磁场测量
2.6.2 移动长线圈磁场测量
2.6.3 旋转线圈磁场测量
参考文献
第三章 加速器磁铁电源技术
3.1 电源技术的发展及磁铁电源在加速器中的作用
3.1.1 电源技术及功率器件简介
3.1.2 加速器电源的基本概况
3.2 几种磁铁电源的基本工作原理
3.2.1 晶闸管调相直流电源
3.2.2 开关型直流电源
3.3 BEPCⅡ储存环磁铁稳流电源简介
3.3.1 BEPCⅡ对储存环磁铁稳流电源的基本要求
3.3.2 BEPCⅡ典型稳流电源介绍
[本章附录1] 稳定电源术语定义
[本章附录2] 零磁通电流传感器工作原理(简称:DCCT)
参考文献
第四章 加速器高频技术
4.1 高频系统在加速器中的作用
4.1.1 用直流电压产生的电场加速带电粒子
4.1.2 多节累积加速
4.1.3 直线共振型加速器
4.1.4 回旋加速
4.1.5 稳相加速
4.2 高频谐振器——从LC电路到高频腔
4.2.1 RLC振荡电路
4.2.2 高频谐振腔
4.2.3 谐振腔和束流在实际电路中的等效
4.3 储存环高频系统的设计
4.3.1 设计中的储存环高频系统应达到的基本要求
4.3.2 高频加速腔设计思想
4.3,3 耦合器与陶瓷窗
4.3.4 高频功率放大器的方案选择
4.3.5 低电平控制系统
参考文献
第五章 加速器真空系统
5.1 加速器真空系统基本要求
5.2 真空物理基础
5.2.1 真空概念和测量单位
5.2.2 常用公式
5.3 真空系统的计算
5.3.1 流导计算
5.3.2 抽气方程
5.3.3 压强分布计算
5.3.4 蒙特卡罗模拟计算
5.4 真空获得方法
5.4.1 涡轮分子泵
5.4,2 溅射离子泵
5.4.3 钛升华泵
5.4.4 非蒸散型吸气剂泵
5.4.5 分布式真空泵
5.5 真空测量和检漏方法
5.5.1 真空测量方法
5.5.2 真空检漏方法
5.6 真空材料与工艺
5.6.1 真空材料
5.6.2 真空部件表面处理
5.7 储存环真空系统的设计
5.7.1 束流与残余气体相互作用寿命
5.7.2 同步辐射功率
5.7.3 同步辐射光引起的气体负载
5.7.4 真空盒的设计
5.7.5 RF屏蔽波纹
对于真空盒来说,拥有好的清洗、装配程序和正确的材料选择,在储存环中热出气只是一个很小的气体负载,而打在真空盒内壁上的同步辐射光将产生主要的气体负载.正负电子在储存环内运行时,经过真空盒截面变化的地方能产生寄生的高次模振荡,将引起束流的不稳定性和局部发热,因此要求阀门、金属波纹管和法兰连接处尽可能光滑过渡。为了减少真空盒壁阻抗对束流的影响,要求真空盒内壁有好的电导性,有时在真空盒内壁涂一层薄的电导材料(如铜或银)是必要的。由于陶瓷部件吸收来自其他真空部件辐射的高次模能量后容易引起过热,造成损坏,因此陶瓷部件应有好的电导性和冷却方式。
在质子储存环中,环绕的高能粒子把气体分子电离,束流产生的正空间电荷电势又使正离子沿径向加速并打在真空盒内壁上。一般来说,粒子能够获得几千eV的能量,因而可以有效地解吸真空盒内壁上的气体分子,导致真空系统压力上升[2]。对于大的质子储存环,例如欧洲核子中心的LHC(Large Hadron collider),由于有低温真空系统,所以还必须考虑一些特殊的问题。质子产生的同步光打在低温壁上会引起低温吸附的气体分子脱附,为了防止同步辐射光直接打在低温吸附的气体上,要设计特殊的屏蔽罩来拦截同步辐射光子。而对于散裂中子源的快循环同步质子环,由于二极磁铁和四极磁铁的磁场上升速度很快,在金属真空盒表面产生涡流。即使使用很薄的金属真空盒,仍然有很大的热损耗,同时涡流产生的六极磁场分量也会干扰正常的磁场工作,因此只能采用陶瓷真空盒。束流通过真空盒时,在真空盒壁上产生镜像电流,为了降低镜像电流的阻抗,陶瓷真空盒的表面要有高频屏蔽层。同时,在陶瓷真空盒的内表面还要镀一层氮化钛,用来减小二次电子发射系数。