高精度環(huán)形譜儀的物理設(shè)計
發(fā)布時間：2020-12-13 18:57
作為“十二五”國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目之一,強流重離子加速器項目（High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility,簡稱HIAF）將建設(shè)一臺束流指標(biāo)先進(jìn)、以核物理和原子物理為主、兼顧多學(xué)科用途的重離子科學(xué)綜合研究裝置,為核物理和核天體物理基礎(chǔ)研究、原子物理、重離子束應(yīng)用研究提供國際領(lǐng)先水平的實驗平臺,使我國核物理基礎(chǔ)研究在原子核層次上的整體水平進(jìn)入國際先進(jìn)行列。高精度環(huán)形譜儀（Spectrometer Ring,簡稱SRing）是HIAF項目中最重要的實驗終端,是獲取高品質(zhì)放射性次級束,并將束流用于原子物理及核物理實驗研究的關(guān)鍵設(shè)備。為滿足多種物理實驗需求,SRing設(shè)計有三種運行模式:等時性模式,正常模式與內(nèi)靶模式。在等時性模式下,SRing運行在特殊的光學(xué)設(shè)置下,可以精確測量壽命低至幾十微秒的原子核的質(zhì)量。在正常模式下,使用隨機冷卻與電子冷卻系統(tǒng)制備高品質(zhì)的放射性次級束,用于高精度肖特基質(zhì)量測量。在內(nèi)靶模式下,使用電子冷卻系統(tǒng)制備高品質(zhì)的高電荷態(tài)重離子束,用于高精度的原子物理及核物理實驗研究。論文從SRing承擔(dān)的各種物理實驗的需求出發(fā)...
【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所)甘肅省
【文章頁數(shù)】：137 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
HIAF總體布局圖
圖 1.2 HFRS 總布局圖Figure 1.2 The layout of the HFRS研究提供獨一無二的機會。BRing 和 HFRS 可以為 SRing 提供極端遠(yuǎn)離 穩(wěn)定線的核素，為 SRing 鑒別新核素、擴展核素版圖、研究弱束縛核結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機制特別是精確測量遠(yuǎn)離穩(wěn)定線短壽命原子核質(zhì)量提供國際領(lǐng)先的條件。作為多功能實驗譜儀，SRing 擁有得天獨厚的“先天條件”，如何凸顯 HIAF 裝置的優(yōu)勢以及為各種物理實驗提供高品質(zhì)的束流，SRing 的物理設(shè)計就顯得尤為重要。表 1.2 增強器 BRing 束流設(shè)計指標(biāo)Table 1.2 The design beam parameters of the BRing離子種類 最高能量 GeV u 脈沖流強 pppO 2.6 1.0×10Kr 1.7 7.5×10Bi 0.85 3.0×10U 0.8 3.0×10
圖 1.3 GSI 中的 FRS-ESR 裝置布局Figure 1.3 The layout of the FRS-ESR1.2.2 CSRe 裝置中國科學(xué)院近代物理研究所 IMP 的現(xiàn)有裝置 CSRm-RIBLL2-CSRe 于 2007年建成出束，是在原有裝置–蘭州重離子加速器 HIRFL（Heavy Ion Research Facil-ity in Lanzhou）基礎(chǔ)上增建的裝置。CSRm-RIBLL2-CSRe 裝置布局如圖1.4所示。與 SIS18-FRS-ESR 不同的是，它采用回旋加速器作為注入器。從氦到鈾的重離子經(jīng)過扇形聚焦回旋加速器 SFC、分離扇回旋加速器 SSC 的預(yù)加速到 8-30MeV/u，通過多次多圈或者剝離注入方式注入到主環(huán) CSRm 中，在完成累積、冷卻、加速后引出到放射性束線 RIBLL2 上打靶產(chǎn)生放射性次級束。產(chǎn)生的放射性次級粒子通過 RIBLL2 傳輸?shù)?CSRe 中，開展各種環(huán)內(nèi)實驗。主環(huán) CSRm 及 CSRe 的參數(shù)如表1.4所示。表 1.4 CSRm 與 CSRe 的主要參數(shù)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]放射性次級束流分離器的分離性能[J]. 陳欣,盛麗娜,楊建成,章學(xué)恒,張金泉,冒立軍,吳波,趙賀,阮爽,王嘉琛,王科棟. 強激光與粒子束. 2017(05)
[2]基于HIAF SRing的并束實驗設(shè)計及研究[J]. 申國棟,楊建成,吳波,王科棟,夏佳文,冒立軍,柴偉平,石健,殷達(dá)鈺,盛麗娜. 原子核物理評論. 2016(04)
[3]Injection method of barrier bucket supported by off-aligned electron cooling for CRing of HIAF[J]. 申國棟,楊建成,夏佳文,冒立軍,殷達(dá)鈺,柴偉平,石健,盛麗娜,A.Smirnov,吳波,趙賀. Chinese Physics C. 2016(08)
博士論文
[1]CSRe上相對論能量重離子束激光冷卻相關(guān)的動力學(xué)實驗與模擬研究[D]. 汪寒冰.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所) 2017
[2]基于重離子冷卻儲存環(huán)CSRm開展的類鋰、類鈹氬離子雙電子復(fù)合實驗研究[D]. 黃忠魁.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所) 2017
[3]HIRFL-CSR上短壽命豐中子核素的精確質(zhì)量測量[D]. 徐星.中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2015
[4]儲存環(huán)上短壽命缺中子核素的精確質(zhì)量測量[D]. 顏鑫亮.中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2014
[5]短壽命豐中子原子核的直接質(zhì)量測量[D]. 孫保華.北京大學(xué) 2008
本文編號：2915015
【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所)甘肅省
【文章頁數(shù)】：137 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
HIAF總體布局圖
圖 1.2 HFRS 總布局圖Figure 1.2 The layout of the HFRS研究提供獨一無二的機會。BRing 和 HFRS 可以為 SRing 提供極端遠(yuǎn)離 穩(wěn)定線的核素，為 SRing 鑒別新核素、擴展核素版圖、研究弱束縛核結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機制特別是精確測量遠(yuǎn)離穩(wěn)定線短壽命原子核質(zhì)量提供國際領(lǐng)先的條件。作為多功能實驗譜儀，SRing 擁有得天獨厚的“先天條件”，如何凸顯 HIAF 裝置的優(yōu)勢以及為各種物理實驗提供高品質(zhì)的束流，SRing 的物理設(shè)計就顯得尤為重要。表 1.2 增強器 BRing 束流設(shè)計指標(biāo)Table 1.2 The design beam parameters of the BRing離子種類 最高能量 GeV u 脈沖流強 pppO 2.6 1.0×10Kr 1.7 7.5×10Bi 0.85 3.0×10U 0.8 3.0×10
圖 1.3 GSI 中的 FRS-ESR 裝置布局Figure 1.3 The layout of the FRS-ESR1.2.2 CSRe 裝置中國科學(xué)院近代物理研究所 IMP 的現(xiàn)有裝置 CSRm-RIBLL2-CSRe 于 2007年建成出束，是在原有裝置–蘭州重離子加速器 HIRFL（Heavy Ion Research Facil-ity in Lanzhou）基礎(chǔ)上增建的裝置。CSRm-RIBLL2-CSRe 裝置布局如圖1.4所示。與 SIS18-FRS-ESR 不同的是，它采用回旋加速器作為注入器。從氦到鈾的重離子經(jīng)過扇形聚焦回旋加速器 SFC、分離扇回旋加速器 SSC 的預(yù)加速到 8-30MeV/u，通過多次多圈或者剝離注入方式注入到主環(huán) CSRm 中，在完成累積、冷卻、加速后引出到放射性束線 RIBLL2 上打靶產(chǎn)生放射性次級束。產(chǎn)生的放射性次級粒子通過 RIBLL2 傳輸?shù)?CSRe 中，開展各種環(huán)內(nèi)實驗。主環(huán) CSRm 及 CSRe 的參數(shù)如表1.4所示。表 1.4 CSRm 與 CSRe 的主要參數(shù)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]放射性次級束流分離器的分離性能[J]. 陳欣,盛麗娜,楊建成,章學(xué)恒,張金泉,冒立軍,吳波,趙賀,阮爽,王嘉琛,王科棟. 強激光與粒子束. 2017(05)
[2]基于HIAF SRing的并束實驗設(shè)計及研究[J]. 申國棟,楊建成,吳波,王科棟,夏佳文,冒立軍,柴偉平,石健,殷達(dá)鈺,盛麗娜. 原子核物理評論. 2016(04)
[3]Injection method of barrier bucket supported by off-aligned electron cooling for CRing of HIAF[J]. 申國棟,楊建成,夏佳文,冒立軍,殷達(dá)鈺,柴偉平,石健,盛麗娜,A.Smirnov,吳波,趙賀. Chinese Physics C. 2016(08)
博士論文
[1]CSRe上相對論能量重離子束激光冷卻相關(guān)的動力學(xué)實驗與模擬研究[D]. 汪寒冰.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所) 2017
[2]基于重離子冷卻儲存環(huán)CSRm開展的類鋰、類鈹氬離子雙電子復(fù)合實驗研究[D]. 黃忠魁.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所) 2017
[3]HIRFL-CSR上短壽命豐中子核素的精確質(zhì)量測量[D]. 徐星.中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2015
[4]儲存環(huán)上短壽命缺中子核素的精確質(zhì)量測量[D]. 顏鑫亮.中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2014
[5]短壽命豐中子原子核的直接質(zhì)量測量[D]. 孫保華.北京大學(xué) 2008
本文編號：2915015
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