强流束传输中束晕的形成.PDF

产 剧 川 川 川 川 川 川 M 川 M M 川 MU n m m m刷 刷 M 刷 刷 旧 阳 刷 刷 旧 刷 旧 旧川 川 川 川 川 5 M M U N u n ， 呵 ι 1 A l 4』 U Q 108 II.加速器 强流束传输中束晕的形成 傅世年1) 方守贤 2) 关遐令1) 王生2) I)中国原子能科学研究院，北京， 102413 2) 中科院高能物理研究所，北京， 100039 摘要 在驱动放射性洁净核能系统的强流加速器中，绕束核外围的束 晕损失在机器壁上，会产生超标的放射性，妨碍人们对机器的手工维护. 弄清束晕形成的机制，以寻找尽量降低束损的加速器设计方法，对于建造 这样的强流加速器至关重要.近年来，对束晕问题的研究正成为加速器束 流动力学的一个热门课题，对束晕产生的机制的研究已有了一些重要的进 展.该文从束晕的实验观察、理论模型和方法等方面进行综合论述，然后 提出了研究周期聚焦系统中的主模等效方法，并用多粒子模拟方法研究了 横向与纵向柬晕的形成.最后，讨论束晕研究中尚待解决的课题. 关键词 强流加速器束晕匹配周期聚焦系统 引言 近几年来，在美国、俄国、日本、欧洲，各种强流质子加速器方案纷 纷提出口咐，作为次临界装置的驱动器将被用于擅变核废物(ATW)、生产洁 净裂变核能(EA)、转换武器怀(ABC)以及生产佩(APT)。这些新的动向己引 起我国核科学家们的关注，井已开展这方面的跟踪研究[4-6] 。 这些加速器 平均流强高达 10-250 mA.能量在 0.8 1.6 GeY. 这意味这些加速器的柬 功率比目前世界上最高功率水平的 LAMPF 还高两个数量级。因而，必然会 有许多新的困难有待克服，其中之一最主要的问题来自对低束损的苛刻要 求。根据 LAMPF 二十多年的运行经验进行外推， 新方案中的加速器的束 损率必须低于 IO-~- 1O-8/m。这无疑是对加速器技术的一个新挑战，无论从 加速器物理和技术，都需要对柬晕问题进行研究。 在强流束中，高密度束核的外围弥散有少量粒子，这称为柬晕。这些 粒子所占比例虽然不高，一般约为百分之几，但它们最