静电加速器束流光路计算与设计方法

"静电粒子加速器中束流光路的计算与设计 (2005年)，魏勇，李泉凤，清华大学工程物理系" 这篇论文详细探讨了静电粒子加速器束流光路的设计和计算方法，这对于理解和优化这类加速器的性能至关重要。静电粒子加速器是一种利用静电场加速带电粒子的设备，在科学研究、医疗和工业应用中有广泛应用。在设计过程中，准确模拟束流在加速器中的传输特性是极其关键的。 现有的束流输运程序在处理束流通过具有复杂几何结构的电磁元件时存在局限性。论文中作者比较了多种输运程序，并提出了一种改进方法。他们扩展了通常用于模拟离子源引出的Igun程序，使其能够处理束流经过静电透镜的情况。静电透镜是加速器中用来聚焦或分散束流的重要部件，其性能直接影响到束流的质量和能量传递效率。 此外，论文还结合了Poisson/Superfish和Parmela两个程序的特点。Poisson/Superfish用于计算电场，而Parmela则擅长模拟束流动态。通过先使用Poisson/Superfish计算复杂极面的电场分布，然后将这些数据导入Parmela进行束流输运的模拟，从而克服了单个程序的限制，能够更全面地分析束流经过复杂电磁元件后的传输特性。 论文中的一个实例计算显示，这种方法成功预测了束斑在靶点处的直径约为1厘米，这与实际测量结果相符，证明了所提方法的有效性和准确性。束斑直径是评估加速器性能的关键指标，它关系到粒子能量的集中度和实验或应用的精度。 关键词包括静电粒子加速器、静电透镜、电磁场计算、束流光路和束流包络，这些都是研究的重点。论文的分类号为TL501，表明其属于核科学技术领域。文献标识码A表示这是一篇原创性的科研论文。文章发表在《清华大学学报(自然科学版)》2005年第3期，展示了作者在该领域的深入研究和贡献。 这篇论文为静电粒子加速器的束流光学设计提供了一种创新且有效的计算方法，对于提升加速器性能和解决复杂结构下的束流传输问题具有重要意义。