Low Sensitivity Option for Transverse Optics of the FLASH Linac at DESY
FLASH直线加速器的目的是为DESY的自由电子激光装置FLASH产生小横向发射度、大电流的电子束团。现有的操作经验表明，为了优化SASE信号在不同的波长或微调的自由电子激光波长，机器参数的经验调整是必需的，因此，光束线的灵敏度，以小的变化，在光束能量和磁铁的设置成为一个重要的问题，影响两者，最终的性能和结果的再现性后，在操作中断。本文介绍了对光束能量和四极设置变化敏感度低的FLASH光束线的横向光学。该光学系统自2006年春季开始运行，相对于先前的横向聚焦设置，显示出优越的性能。
2013-05-07 physics.acc-ph
Emittance Measurements with Wire Scanners in the Fermilab Side-coupled Linac
本文利用费米实验室边耦合直线加速器及传输线上的线扫描仪测量束流横向分布，并通过调控数据采集条件计算选定区域的发射度与Twiss参数。
2024-09-03 physics.acc-ph
Ion source and LEBT of KAHVELab proton beamline
KAHVE实验室位于土耳其伊斯坦布尔的Bozaziçi大学，是质子直线加速器教育项目的所在地。质子束将源自20 keV的H+源，并将通过低能束传输（LEBT）线输送到在800 MHz下运行的两模块射频四极（Quadrupole）。目前，设计阶段已经结束，除了正在制造的质子束线外，已经生产和安装的质子束线正在进行调试和稳定性测试。这项工作总结了离子源和LEBT线组件的设计，生产和测试阶段。
2022-11-28 physics.acc-ph
Reconstruction of Beam Transverse Parameters in the Fermilab Side-Coupled Linac Using a Normalized Coordinate Framework
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
本文提出一种归一化坐标框架，用于在费米实验室边耦合直线加速器中重建束流横向参数，该方法可最大化丝扫描器测量信息，并适用于复杂光学条件下的束流二阶矩重建。
2026-09-18 physics.acc-ph
EUPRAXIA@SPARC_LAB: Beam Dynamics studies for the X-band Linac
在Eupraxia设计研究的框架内，已提议在INFN的Frascati（意大利）实验室实现先进的加速器设施EUPRAXIA@ EUPRAXIA_LAB。两个先进的加速方案将被应用，即一个最终的高梯度1 GeV的X-波段直线加速器与等离子体加速阶段一起提供加速梯度的GeV/m的顺序。预计自由电子激光方案将产生3-10 nm范围内的X射线束。500太瓦激光系统也预见到电子和离子生产实验和康普顿背散射相互作用的计划与提取光束线在中间电子束能量的中子束和太赫兹辐射生产。在直线加速器的电子束动力学研究在这里一起提出的初步机器布局。
2018-01-30 physics.acc-ph
An accelerator scenario for hard X-ray free electron laser joint with high energy electron radiography
为了研究材料的动态响应和流体动力学的物理机制，提出了一种可应用于硬X射线自由电子激光和高能电子照相的加速器方案。该加速器主要由12 GeV直线加速器、波荡器分支和eRad束线组成。为了同时利用XFEL和eRad对样品的动力学行为进行现场和实时的表征，直线加速器必须能够在相同的工作模式下对两种束流进行加速。结合真空和锥形技术，波荡器分支可以在42 keV的0.1%带宽内产生超过1 E11个光子/脉冲。最后，提出了1：10比例的eRad放大光束线作为扩大视场和密度识别能力的重要补充工具。
2016-01-25 physics.acc-ph
Simulations for CLIC Drive Beam Linac
紧凑型直线对撞机（CLIC）的驱动束直线加速器需要在几乎满载的结构中将4.2 A的电子束加速到2.4 GeV。脉冲包含约70000束，每隔一个射频桶，并具有140 $μ$ s的长度。对于这样的高电流和脉冲长度，沿着束线的束稳定性是关注的。我们提出了不同的选择的直线加速器的晶格的基础上FODO，三重态和双重电池和比较的横向不稳定性，包括光束抖动，对齐和基于光束的校正的影响，为每个晶格。此外，还用FODO格式讨论了不同束流压缩机的纵向稳定性。
2012-02-25 hep-ex physics.acc-ph
Linear Vlasov solver for microbunching gain estimation with inclusion of CSR, LSC and linac geometric impedances
微聚束不稳定性（MBI）是短波长自由电子激光或直线对撞机的磁弯设计以及再循环或能量回收直线加速器的传输线设计中最具挑战性的问题之一。为了更准确地量化单通道系统中的MBI并进行更完整的分析，我们进一步扩展并继续增加我们先前开发的线性Vlasov求解器[1]的功能，以将更多相关阻抗模型纳入代码中，包括瞬态和稳态自由空间和/或屏蔽相干同步辐射（CSR）阻抗，纵向空间电荷（LSC）阻抗，以及线性加速器的几何阻抗，扩展现有公式以包括束加速[2]。然后，我们直接求解线性化的弗拉索夫方程数值微聚束增益放大因子。在这项研究中，我们将此代码应用到传输弧[3]的束线晶格的上游直线加速器部分。本文给出了所得增益函数和谱，并将一些结果与ELEGANT [4]的粒子跟踪模拟进行了比较。我们还讨论了一些基本的物理包括这些集体效应和现有的配方的局限性。预计这种更全面的分析可以进一步提高对MBI机制的理解，并阐明如何在晶格设计中抑制或补偿MBI效应。
2015-08-19 physics.acc-ph
MARS15 Simulation Of Radiation Environment At The ESS Linac
描述了使用MARS 15（2016）蒙特卡罗代码进行的全面研究，用于评估5 MW、2 GeV欧洲散裂源（ESS）直线加速器中名义和意外束流损失引起的瞬时和残余辐射水平。为加速器综合体辐射屏蔽设计验证提供了依据。计算模型基于最新的工程设计，包括用于机器RF腔中粒子跟踪的复杂算法以及完善的光束损失模型。针对隧道周围厚屏蔽体的深穿透问题，在解决复杂穿透问题方面做了大量工作。它不仅使我们能够详细研究即时剂量，而且还可以研究组件和空气活化，隧道外土壤上的辐射负荷，以及机器上方复杂三维表面的天空照射研究。除此之外，MARS 15（2016）中的最新功能，例如基于ROOT的光束线构建器和基于TENDL的事件发生器，用于100 MeV以下的核相互作用，在这个具有挑战性的应用中非常有用。
2017-05-04 physics.acc-ph
Optimization of LANSCE Proton Beam Performance for Isotope Production
LANSCE同位素生产设施利用平均功率为23千瓦的100兆电子伏质子束，用于医学、核物理、国家安全、环境科学和工业领域的同位素生产。在100 MeV束线中，典型的可容忍部分束损失为4 × 10 -3。为了减小束流损失，进行了束流实验研究。对离子源提取电压的调整导致相空间中尾部的去除。束线中基于束的转向导致束流发射度增长的减小。重新调整的100 MeV的四极子运输导致消除过多的束包络振荡，并删除了显着的部分束晕在目标。漂移管直线加速器（DTL）中仔细的束流匹配提供了高束流捕获（75%）。经过改进，100 MeV束线的束流损失降低了一个数量级，达到了5 × 10 -4的分数级。
2020-02-20 physics.acc-ph
Design of a large energy acceptance beamline using Fixed Field Accelerator optics
针对带电粒子治疗束流配送系统动量接受度小的瓶颈，提出固定场加速器光学的大动量接受度偏转弧设计方法，应用于TURBO项目质子演示系统，验证了可行性并规划后续研发方向。
2024-02-02 physics.acc-ph
Beamline Steering Using Deep Learning Models
San Jose State University（圣何塞州立大学）；Long Island University（长岛大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）
针对粒子加速器束流导引耗时费力的问题，研究开发了多种前馈神经网络，发现小规模模型（33输入13输出）优于大规模模型（73输入50输出），并分析了其性能不及SVD的原因。
2024-08-24 cs.LG physics.acc-ph
Machine Learning For Beamline Steering
Long Island University（长岛大学）
本研究利用深度学习模型辅助粒子加速器束线转向校准，在档案数据上训练并在模拟数据上验证，与人类操作员性能对比，旨在减少人工耗时并提升光源科学吞吐量。
2023-11-13 cs.LG physics.acc-ph
Beam Commissioning Results from the CBETA Fractional Arc Test
这项工作介绍了第一次调试结果，从康奈尔布鲁克海文能源回收试验加速器部分电弧测试。其中包括康奈尔光电注入器的重新调试，主直线加速器的第一次全能量运行，以及最低能量匹配光束线（分离器）和固定场交变梯度（FFA）返回回路的一部分的调试，该回路具有第一个生产Halbach风格的永磁体。实现这些任务需要注入光束的特性，校准和定相的主要直线加速器腔，所需的36 MeV的能量增益的演示，并在标称42 MeV的分裂线水平色散和R56的测量。此外，通过扫描直线加速器能量并在分数弧中的周期性轨道周围诱导感应加速器振荡来确定BPM偏移以及FFA部分中的每个单元的调谐的程序被开发和测试。这些测量模拟的详细比较进行了讨论。
2019-02-12 physics.acc-ph
THz-Pump and X-Ray-Probe Sources Based on an Electron Linac
我们描述了一个紧凑的太赫兹泵和X射线探测光束线，基于电子直线加速器，超快时间分辨衍射应用。两个高能电子（$γ>50$）聚束，$5~$ ns分开，撞击在单箔或多箔辐射器上，并同时产生THz辐射和X射线。利用可调的THz脉冲光延迟，将第一束团的THz脉冲与第二束团的X射线光束同步。对于$200~$ pC良好优化的电子聚束，来自多箔辐射器的THz辐射的峰值功率估计为$0.14~$ GW。GEANT 4模拟显示，对于$25~$ MeV束，厚度为$0.5~-~1.0~$ mm的碳箔具有最高的$10~-~20~$ keV硬X射线产率，其在极角的几度内近似为$10^3$光子/（keV pC-电子）。具有$35$箔（每个$25~$ $μm~$厚）的碳多箔辐射器可以在$2^\circ$接受角内产生接近于$10^3$硬X射线/（keV pC电子）。利用$200~$ pC电荷和$100~$ Hz重复率，我们可以每秒产生每个$1~$ keV能量仓的$10^7$ X射线或每个脉冲每个$1~$ keV能量仓的$10^5$ X射线。X射线脉冲的纵向时间轮廓的范围从$400~-~600~$ fs取决于接收角。观察到X射线脉冲的发散效应使脉冲宽度展宽。双晶单色仪（DCM）将用于选择和传输所需的X射线到样品。由于电子束电流较低，电子束对辐射器的加热可以忽略不计。
2017-11-20 physics.acc-ph
Prospects For A Muon Spin Resonance Facility In The Fermilab MuCool Test Area
本文研究了重新利用MuCool测试区（MTA）光束线和实验大厅来支持Muon自旋共振（MuSR）设施的可行性，这将使其成为美国唯一的此类设施。本报告回顾了TRIUMF、PSI和RAL研究和实际实施的基本μ子生产概念及其在MTA设施中的应用。两种方案被确定为可行。一个是具有单个次级μ介子束线的初始最小屏蔽和资本成本投资阶段，该次级μ介子束线利用现有的高强度束吸收器，另一个是升级阶段，该升级阶段实现优化的生产目标堆、接近的高强度吸收器和优化的次级μ介子线。提出了一种独特的方法，它将H-束的宏脉冲切割或剥离成微脉冲子结构-μ子产生定时方案-这允许在直线加速器环境中进行μ子自旋共振实验。有了这种定时方案，并注意目标设计和次级束收集，MTA可以主持启用和竞争性μ子自旋共振实验。
2018-06-12 physics.acc-ph
Tapered helical undulator system for high efficiency energy extraction from a high brightness electron beam
在本文中，我们讨论了设计的锥形波荡器系统的设计选择和建设策略，设计用于高能量提取效率的实验，在紫外区的电磁波谱计划安装在阿贡国家实验室直线加速器扩展区（LEA）光束线。波荡器由4段纯永磁体海尔贝克阵列组成，每段由短断点隔开，每段内装有一个聚焦四极偶和一个移相器。四极杆采用了一种新颖的混合设计，它允许改变梯度并横向匹配光束。波荡器锥形轮廓被优化以最大化从343 MeV 1 kA束到相干257.5 nm辐射的能量转换效率，同时考虑到由直线加速器产生的纵向电流轮廓。
2021-11-30 physics.acc-ph
A primary electron beam facility at CERN
本文描述了欧洲核子研究中心的初级电子束设施的概念，用于暗规范力和光暗物质的搜索。电子束的产生分为三个阶段：直线加速器将来自光电阴极的电子加速到3.5 GeV。该束被注入到超级质子同步加速器（SPS）中，并被加速到最大能量16 GeV。最后，被加速的电子束被缓慢地提取到实验中，随后可能会将剩余的电子快速倾倒到另一条束线上。以光暗物质实验LDMX的要求为基准，对光束参数进行了优化。
2018-05-31 physics.acc-ph
First x-rays from a compact and tunable LINAC-based Compton scattering source
本文介绍了一种紧凑、窄带、可调谐的逆康普顿散射X射线源，测得通量、可调能量范围、脉冲长度及偏振控制等特性，并证明其可作为适用于多场景的内部X射线源。
2025-04-28 physics.acc-ph physics.optics
The application of encoder-decoder neural networks in high accuracy and efficiency slit-scan emittance measurements
自2018年以来，超导射频（SRF）光注入器在电子直线加速器上运行，用于高亮度和低发射度（ELBE）辐射中心的光束，并产生具有高平均电流和高亮度的连续波（CW）电子束供用户操作。通过改进狭缝扫描系统，提高了SRF枪束线发射度测量的速度，使一次相空间映射的测量时间从15 min缩短到90 s。并行算法和机器学习已经被用来减少小波束图像噪声。为了估计归一化发射度计算中的不确定性，我们分析了主要的误差贡献，如狭缝位置的不确定性，图像噪声，空间电荷效应和能量测量不准确。
2022-09-13 physics.acc-ph
A primary electron beam facility at CERN
本文介绍了在欧洲核子研究中心（CERN）的一次电子束装置的概念，用于暗规范力和轻暗物质的搜索。电子束的产生分为三个阶段：直线加速器将来自光电阴极的电子加速到3.5 GeV。该束被注入到超级质子同步加速器（SPS）中，并被加速到最大能量16 GeV。最后，被加速的电子束被缓慢地提取到实验中，随后可能会将剩余的电子快速倾倒到另一条束线上。以光暗物质实验（LDMX）的要求为基准，对光束参数进行了优化。
2019-05-18 hep-ex physics.acc-ph
CEPC Conceptual Design Report: Volume 1 - Accelerator
环形正负电子对撞机（CEPC）是由中国发起并主持的大型国际科学工程。它位于一个周长100公里的地下隧道中。加速器复合体由一个直线加速器（Linac）、一个阻尼环（DR）、助推器、对撞机和几条传输线组成。在隧道中，为未来的pp对撞机SPPC预留了空间。CEPC的质心能量是240 GeV，在这个碰撞能量下，它将成为希格斯工厂。该设计还允许Z工厂在91 GeV下运行，W工厂在160 GeV下运行。CEPC的核心是一个双环对撞机。它有两个相互作用点，位于大型探测器。助推器在对撞机上方的同一个隧道里它是一个同步加速器，注入能量为10 GeV，引出能量等于光束碰撞能量。重复周期为10秒。将使用顶注来保持恒定的光度。10 GeV的直线加速器，助推器的注入器，建在地面，加速电子和正电子。一个1.1 GeV的阻尼环降低了正电子发射率。由永磁体制成的传输线将直线加速器连接到助推器。除了粒子物理学，对撞机可以同时作为一个强大的同步辐射（SR）光源。它将把可用的SR光谱扩展到前所未有的能量和亮度范围。设计中包括两条伽马射线束线。在建设之前，将有一个为期五年的研发期（2018-2022年）。建设预计将于2022年开始，2030年完成。这份报告是国内外数百名科学家和工程师在过去几年中所做工作的总结。当前卷，卷I，在加速器上。一个单独的卷，第二卷，将在物理和探测器。
2018-09-02 hep-ex physics.acc-ph
