高精度環(huán)形譜儀的物理設計
發(fā)布時間：2020-12-13 18:57
作為“十二五”國家重大科技基礎設施建設項目之一,強流重離子加速器項目（High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility,簡稱HIAF）將建設一臺束流指標先進、以核物理和原子物理為主、兼顧多學科用途的重離子科學綜合研究裝置,為核物理和核天體物理基礎研究、原子物理、重離子束應用研究提供國際領先水平的實驗平臺,使我國核物理基礎研究在原子核層次上的整體水平進入國際先進行列。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鍵設備。為滿足多種物理實驗需求,SRing設計有三種運行模式:等時性模式,正常模式與內靶模式。在等時性模式下,SRing運行在特殊的光學設置下,可以精確測量壽命低至幾十微秒的原子核的質量。在正常模式下,使用隨機冷卻與電子冷卻系統(tǒng)制備高品質的放射性次級束,用于高精度肖特基質量測量。在內靶模式下,使用電子冷卻系統(tǒng)制備高品質的高電荷態(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承擔的各種物理實驗的需求出發(fā)...
【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院近代物理研究所)甘肅省
【文章頁數】：137 頁
【學位級別】：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、研究弱束縛核結構和反應機制特別是精確測量遠離穩(wěn)定線短壽命原子核質量提供國際領先的條件。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的束流，SRing 的物理設計就顯得尤為重要。表 1.2 增強器 BRing 束流設計指標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 裝置中國科學院近代物理研究所 IMP 的現有裝置 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過扇形聚焦回旋加速器 SFC、分離扇回旋加速器 SSC 的預加速到 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 上打靶產生放射性次級束。產生的放射性次級粒子通過 RIBLL2 傳輸到 CSRe 中，開展各種環(huán)內實驗。主環(huán) CSRm 及 CSRe 的參數如表1.4所示。表 1.4 CSRm 與 CSRe 的主要參數
【參考文獻】：
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的動力學實驗與模擬研究[D]. 汪寒冰.中國科學院大學(中國科學院近代物理研究所) 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合實驗研究[D]. 黃忠魁.中國科學院大學(中國科學院近代物理研究所) 2017
[3]HIRFL-CSR上短壽命豐中子核素的精確質量測量[D]. 徐星.中國科學院研究生院（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量測量[D]. 顏鑫亮.中國科學院研究生院（近代物理研究所） 2014
[5]短壽命豐中子原子核的直接質量測量[D]. 孫保華.北京大學 2008
本文編號：2915015
【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院近代物理研究所)甘肅省
【文章頁數】：137 頁
【學位級別】：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、研究弱束縛核結構和反應機制特別是精確測量遠離穩(wěn)定線短壽命原子核質量提供國際領先的條件。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的束流，SRing 的物理設計就顯得尤為重要。表 1.2 增強器 BRing 束流設計指標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 裝置中國科學院近代物理研究所 IMP 的現有裝置 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過扇形聚焦回旋加速器 SFC、分離扇回旋加速器 SSC 的預加速到 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 上打靶產生放射性次級束。產生的放射性次級粒子通過 RIBLL2 傳輸到 CSRe 中，開展各種環(huán)內實驗。主環(huán) CSRm 及 CSRe 的參數如表1.4所示。表 1.4 CSRm 與 CSRe 的主要參數
【參考文獻】：
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的動力學實驗與模擬研究[D]. 汪寒冰.中國科學院大學(中國科學院近代物理研究所) 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合實驗研究[D]. 黃忠魁.中國科學院大學(中國科學院近代物理研究所) 2017
[3]HIRFL-CSR上短壽命豐中子核素的精確質量測量[D]. 徐星.中國科學院研究生院（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量測量[D]. 顏鑫亮.中國科學院研究生院（近代物理研究所） 2014
[5]短壽命豐中子原子核的直接質量測量[D]. 孫保華.北京大學 2008
本文編號：2915015
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