High-intensity single-bunch electron beam generation with the 38 MeV L-band linac in Osaka University
研究了大坂大学科学工业研究所38 MeV L波段电子直线加速器的高强度单束团电子束流特性。
2000-09-19 physics.acc-ph
Electron beam emittance at operational intensity in fourth-generation synchrotron light sources
本文研究第四代同步辐射光源在运行强度下发射度随能量和强度的变化，综合束内散射、阻抗效应和谐波腔束团拉伸，以确定最优参数组合。
2024-05-02 physics.acc-ph
Simulations of high intensity ions beam RFQ Cooler for DESIR SPIRAL 2
本文介绍了在SPIRAL 2/WGRR装置上安装的SHIRaC（SPIRAL-2高强度射频冷却器）项目中采用的新一代缓冲气体射频冷却器对高强度离子束的冷却模拟。研究了考虑空间电荷效应和缓冲气体扩散时冷却过程的两种模拟方法。讨论了这些效应对光束传输效率、纵向扩展能量和横向发射度的影响。最后，对强度达到1 μ A的Cs~+离子束的透射率进行了模拟和实验比较。
2014-03-16 physics.acc-ph
Generalized Kapchinskij-Vladimirskij Distribution and Beam Matrix for Phase-Space Manipulations of High-Intensity Beams
在非耦合线性晶格系统中，基于单粒子Courant-Snyder（CS）不变量制定的Kapchinskij-VladimirskijKV分布已成为分析平衡、稳定性和输运性质的基本理论基础。过去几十年来的高强度光束。然而，最近的高强度光束的应用，需要通过故意引入强耦合的光束相空间操纵。在这封信中，我们报告了KV模型的全面推广，包括所有的线性（外部和空间电荷）耦合力，光束能量变化，和任意的发射度分区，这些都形成了相空间操纵的基本要素。新的广义KV模型产生空间均匀的密度分布和相应的线性自场力所需的。相应的矩阵包络方程和光束矩阵的广义KV模型提供了重要的新的理论工具的详细设计和分析的高强度光束操纵，其中以前的理论模型是不容易适用的。
2016-10-01 physics.acc-ph
Studies of Beam Intensity Effects in Fermilab Booster Synchrotron
有害的束流动力学效应限制了高强度快速循环同步加速器（RCS）的性能，如8 GeV质子费米实验室助推器。在这里，我们报告的各种光束强度依赖效应的综合实验研究结果的助推器。在第一部分中，我们报告的依赖关系的助推器光束强度损失的质子每脉冲的总数和关键的操作参数，如机器的曲调和色度。然后，我们对束流发射度的两种测量方法（多丝正比室和电离剖面监测器）进行了交叉检验。最后，利用强度相关发射度增长效应分析了在最大空间电荷调谐参数Qsc = 0.6，注入能量从0.4GeV提高到0.8GeV的情况下，该装置的最终性能。
2020-12-22 physics.acc-ph
Operation of the Intensity Monitors in Beam Transport Lines at Fermilab During Run II
费米实验室的带电粒子束强度必须保持在预先确定的安全和操作范围内，部分原因是确保百分之几的所有束流已经从任何来源传输到目的地。在FNAL的加速器之间的传输线上，带有环形拾取器的束流强度监测器提供了这样的束流强度测量。在运行II期间，我们做出了大量努力，以不断提高系统的分辨率和准确度。
2012-09-21 physics.acc-ph physics.ins-det
Applying Synchrotron Phase Measurement to the Estimation of Maximum Beam Intensity in the Fermilab Booster
重要的是要有实验方法来估计费米实验室助推器的最大束流强度，作为长期计划承诺的客观投入。一个重要的现有限制是由可用的射频功率设定的。由于实际的纵向阻抗并不为人所知，因此很难先验地设定该限制。利用山脉图和直接测量射频加速电压相对于束流的相位测量了跃迁交叉处的同步相位，结果一致。应用它们预测6E12在当前运行条件下的最大助推器束流强度。
2004-07-12 physics.acc-ph
Beam Intensity Limitations in Future Multi-Bend Achromat Light Sources
针对第四代6 GeV多弯铁消色差光源的束流强度限制问题，研究发现其发射度已近理论极限，提出仅靠提升束流能量才能进一步降低发射度、提高辐射亮度，并梳理了相关设计与技术挑战。
2025-05-16 physics.acc-ph
High Intensity Secondary Beams Driven by Protons
作为2013年社区夏季研究中强度前沿工作的一部分，2013年4月17日至20日在纽约州厄普顿的布鲁克海文国家实验室举行了一次关于质子机能力的研讨会（质子束驱动的高强度次级束）。研讨会的主要目的是了解：1）拟议的高强度质子束测量的束要求; 2）现有的世界范围内的高功率质子机器的能力; 3）质子设施升级计划和新设施的建议; 4）并记录质子加速器和目标系统的研发需求，以支持拟议的强度前沿测量。这些问题将在本摘要中讨论。
2013-08-21 physics.acc-ph physics.ins-det
A study of coherent and incoherent resonances in high intensity beams using a linear Paul trap
本文给出了高强度高斯光束四个横向共振频率随强度变化的定量测量方法。由于高强度光束中存在非线性空间电荷力，粒子运动无法解析描述。相反，我们使用粒子轨道动力学模拟器（S-POD）和强束实验（IBEX），两个线性保罗陷阱，实验复制系统。在高强度光束中，对空间电荷和外部场驱动的扰动的相干共振响应是可能的，这些相干共振在与非相干共振的调谐相差因子$C_{m}$的调谐处被激发。通过增加存储在线性Paul阱中的离子的数量并研究四种不同共振的位置，我们提取了描述共振随强度的变化的临时值。然后将这些值与相干共振的$C_{m}$因子进行比较。我们发现，$C_{m}$因子不能准确地预测高强度高斯光束的共振位置。通过使用Warp（一种粒子在细胞中的代码）进行模拟，可以进一步了解实验。
2019-06-03 physics.acc-ph
Influence of the photon beam position on incident SR intensity at SXMCD endstation
光子束位置的微小波动会影响同步辐射（SR）通过相应光束线进入终端站时的强度和偏振特性。本文通过改变垂直方向上的电子轨道平衡位置，测量了在不同斩波器孔径位置上，金网SR吸收强度的相应变化。结果表明，在3个光阑位置下，金网的吸收强度随光子束位置的变化呈现良好的高斯分布，而通过上下光阑的SR强度之比呈现单调变化。这提出了一种新的方法来估计圆极化度的SR起源于偏转磁铁的基础上，我们的电流测量。
2013-05-09 physics.acc-ph
Implications of beam phase and RFSUM measured near transition
了解过渡-交叉过程对于提高Booster在高强度下的性能至关重要。无论光束强度如何，同步相位似乎在转变后立即朝90度下降，在更高的光束强度下更是如此。这意味着，对于高强度光束，当同步相位达到90度时，有效射频电压（RFSUM）将在过渡后立即进入极限。同时也观察到RFSUM的减少。解决方案，如在过渡期间提高射频电压或通过在过渡之前增加纵向发射度来控制RFSUM降低，对于高强度操作是潜在重要的。
2004-07-12 physics.acc-ph
Mitigation of Space-Charge-Driven Resonance and Instability in High-Intensity Linear Accelerators via Beam Spinning
对于现代高强度直线加速器，众所周知的包络不稳定性和最近报道的四阶粒子共振强加了基本的操作限制（即，零电流相位超前应小于90度）。出于旋转飞行物体的稳定性，我们提出了一种新的方法，使用旋转光束，以超越这一限制。我们发现，旋转光束有一个内在的特性，可以抑制四阶共振对发射度增长和相关的包络不稳定性的影响。
2021-07-01 physics.acc-ph
Towards Reliable Acceleration of High-energy and High-intensity Electron Beams
KEK电子直线加速器升级到8 GeV，用于KEK B工厂（KEKB）项目。在升级后的直线加速器的调试过程中，即使继续SOR环注入，我们也实现了每束10 nC（6.24 x 10^10）的初级电子束，达到了3.7 GeV的正电子产生。这可以被归类为最亮的S波段直线加速器之一。KEKB环自1998年12月建成以来，3.5GeV和8GeV电子束注入性能良好。此外，我们已经成功地在KEKB的高强度光束和两个SOR环的光束之间切换，具有足够的再现性。在KEKB环开始调试后，我们启动了一个项目，以进一步稳定强流束的强度和质量，并完成了对每一个可能的方面的调查。
2000-09-11 physics.acc-ph
The Fermilab Main Injector: high intensity operation and beam loss control
从2005年到2012年，费米实验室主注入器提供了120 GeV的质子束，以产生中微子束和反质子。硬件改进与改进的诊断相结合，使系统能够在约400千瓦的光束功率下持续运行。传输是非常高的，除了在或接近8 GeV的注入能量的束损失，其中95%的束传输导致约1.5千瓦的束损失。通过最小化和局部化损失，剩余辐射水平下降，而光束功率增加了一倍。丢失的射束被引导至准直系统或射束中止。增加了临界孔径，同时改进的仪器允许最佳地使用可用的孔径。我们将总结实现高强度所需的改进，各种损失控制工具的影响以及主注入器中剩余辐射的现状和趋势。
2013-07-10 physics.acc-ph
Proton Beam Intensity Upgrades for the Neutrino Program at Fermilab
费米实验室致力于将其加速器复合体升级到强度前沿，以在中微子领域及其他领域进行HEP研究。升级有两个步骤：1）正在进行的质子改进计划（PIP）的主要目标是到2017年底开始在NOvA目标上提供700 kW的束流功率，以及2）预见的PIP-II将在下一个十年中期之前用800 MeV超导LINAC取代现有的LINAC，即助推器的400 MeV注入器，其中来自助推器的输出束强度显著增加，并且NOvA靶上的束功率增加到<1.2MW。无论如何，费米实验室助推器将在未来20年发挥非常重要的作用。在这方面，我们最近为助推器开发并委托了一个创新的束流注入方案，称为“早期注入方案”。“这个方案已经在运行，并有可能增加助推器束流强度从PIP的设计目标相当大的数额与减少束流发射度和束流损失。在本文中，我们将介绍我们的经验，从新的计划在操作中，目前的状况和未来的计划。
2017-05-03 physics.acc-ph
High-Intensity and High-Brightness Source of Moderated Positrons Using a Brilliant gamma Beam
目前，在正常传导电子直线加速器或（超导）能量恢复直线加速器（ERL）的基础上，通过来自高亮度电子束的光子的康普顿背散射，朝着开发高亮度伽马束进行了大量的努力。特别是ERL的提供了一个非常辉煌的电子束，从而能够产生最高质量的伽马射线束。一束2.5 MeV的伽马射线束，其预期强度为10^15 s^-1，最终设想用于基于ERL的伽马射线束设施，窄带宽（10^-3）和极低的发射度（10^-4 mm^2 mrad ^2），为产生高强度明亮的极化正电子束提供了可能性。正面辐照W转换箔中的电子对产生（200微米厚，10毫米长）将导致每秒发射2 × 10^13（快）正电子，这比实验室中常规使用的强放射性^22Na源高出四个数量级。使用一堆转换箔和随后的正电子慢化，可以产生高强度低能量的慢化正电子束。两种不同的源设置：直径低至0.2 mm的高亮度正电子束和每秒3 x 10^11个慢化正电子的高强度束。因此，得益于改进的慢化效率，设想的正电子强度将超过目前高强度正电子源的强度100倍。
2011-04-14 nucl-ex physics.acc-ph
Low Space-Charge Intensity Beams in UMER via Collimation and Solenoid Focusing
马里兰大学电子环（UMER）的传统上在强空间电荷占主导地位的光束传输制度，但小电流束是可取的，以显着减少直接（非相干）的空间电荷调谐偏移以及调谐抑郁症。这个制度是感兴趣的模拟空间电荷效应在大型质子和离子环类似于那些用于核物理和spiral中子源，也为晶格的非线性动力学研究的启发上的集成光学测试加速器（IOTA）。我们回顾了空间电荷强度的定义，UMER和其他机器中的空间电荷参数的比较，并讨论了一个简单的方法，包括双准直和螺线管聚焦用于改变注入UMER的光束的空间电荷强度。
2018-10-09 physics.acc-ph
Simulation studies for upgrading a high-intensity surface muon beamline at Paul Scherrer Institute
Paul Scherrer研究所（PSI，Switzerland）的$μ$ E4-LEM束线是一种特殊的μ子束线，它将hyprid型表面μ子束线$μ$ E4与低能μ子设施（LEM）相结合，并提供能量高达30 keV的可调$μ^{+}$，用于低能μ子自旋旋转实验（LE- $μ$ SR）。我们调查了一种可能的升级方案的表面μ子束线$μ$ E4通过更换最后一套四极三重与一个特殊的螺线管，以获得1.4倍的原始束流强度的LEM μ子减速器目标。为了避免螺线管杂散磁场对LEM谱仪μ子束流强度的影响，对3种螺线管模型进行了研究，最终将LEM装置螺线管杂散磁场降到地磁场量级。一个更激进的设计，“超级- $μ$ E4”，也被研究用于进一步增加低能量μ子束的亮度，其中我们利用当前的$μ$ E4通道，并且所有的四极三重态组被大孔径的双极子所取代。与新的倾斜μ子靶E一起，在Super- $μ$ E4束线中可以预期原始μ子束强度的至少2.9倍。我们的工作表明，升级表面μ子束线的可行性，取代四极磁铁正常导电的超导体，从而导致更高的μ子率和更小的束斑尺寸。
2022-03-25 physics.acc-ph
Beam Dynamics Simulation for the High Intensity DAEδALUS Cyclotrons
在DAEδALUS（Decay-At-rest Experiment for δCP studies At the Laboratory for Underground Science）项目中，提出了高功率H+2回旋加速器链，以有效地提供动能为800 MeV、平均功率在MW范围内的质子束。空间电荷在注入器和环形回旋加速器中都发挥着关键作用。大规模粒子模拟表明，注入器回旋加速器是一种空间电荷主导的回旋加速器，并且可以在隔膜上以可容忍的束流损失提取5 mA的束流电流。相比之下，在环形回旋加速器，没有空间电荷引起的束流损失期间观察到加速和提取。
2012-09-26 physics.acc-ph
Segmented Foil SEM Grids at Fermilab
我们提出了最近的束流数据从一个新的设计的剖面监测器的质子束在费米实验室。该监测器由5 μ m厚的钛箔网格组成，是二次电子发射监测器（SEM）。我们审查的数据上的设备的精度光束质心位置，光束宽度，并在与放置在光束中的SEM材料的光束损耗。
2005-06-27 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
An electron linac with high beam intensity over 1-Ampere for disposal of radioactive waste
为了处置长寿命放射性废物，人们不仅提出了高紫外质子加速器，还提出了电子直线加速器。质子加速器直接引起核裂变和突变。另一方面，电子束有两个过程：通过韧致辐射产生γ射线，产生的γ射线可用于（γ; n）反应。质子使原子核消散，同时产生新的放射性同位素的副产品。由于电子直线加速器产生较少的放射性废物，我们只聚焦一个高束流强度超过1安培的电子直线加速器。为了尽可能减少放射性同位素的副产物，我们用能量小于30 MeV的电子束加速。加速束流强度设计为大于1安培。为了实现高强度的电子直线加速器，直线加速器的工作方式不再是脉冲工作，而是连续工作。为了加速电子束，我们安装了高阶模（HOM）自由正常导电腔来抑制束流不稳定性。
2020-03-30 nucl-ex physics.acc-ph
Large-Scale Simulation of Beam Dynamics in High Intensity Ion Linacs Using Parallel Supercomputers
在本文中，我们提出了使用并行超级计算机模拟下一代高强度离子直线加速器的束流动力学的结果。我们的方法使用六种类型的边界条件的三维空间电荷计算。模拟使用混合的方法，涉及转移映射来处理外部施加的字段（包括射频腔）和平行的粒子在细胞技术来处理的空间电荷场。这里提出的大规模模拟结果代表了三个数量级的改进，在问题的大小和执行速度方面的模拟能力，与典型的二维串行模拟。具体的例子将被介绍，包括模拟的散斑中子源（SNS）直线加速器和低能演示加速器（LEDA）束晕实验。
2000-09-30 physics.acc-ph
Transverse beam shape measurements of intense proton beams using optical transition radiation
一些粒子物理实验被提议作为能源部HEP强度前沿的一部分。这些实验中的许多将利用兆瓦级质子束到目标上，以形成μ子、K介子和中微子的次级束。这些实验需要对每次射束溢出的入射质子束到靶上的横向尺寸进行测量。由于高功率水平，大多数光束拦截轮廓技术将不能在全光束强度下工作。讨论了利用光学渡越辐射（OTR）进行强流质子束剖面测量的可能性。此外，以前的测量OTR光束轮廓从NuMI光束线。
2012-10-03 physics.acc-ph
Beam-Induced Effects and Radiological Issues in High-Intensity High-Energy Fixed Target Experiments
下一代兆瓦级质子和重离子束加速器将我们带入一个全新的领域，在与物质的相互作用中，比能量高达0.1 MJ/g（兆焦耳/克），比功率高达1 TW/g（太瓦/克）。本文着重讨论了强流束的受控和非受控碰撞对束线、目标站、束流吸收器、屏蔽和环境的有害影响。以费米实验室的两个新实验为例。长基线中微子实验（LBNE）将探索世界上最高强度中微子束的相互作用和转换，将其从费米实验室发送到地球地幔1,000多公里处的大型液态氩探测器。Mu 2 e实验致力于研究在没有中微子发射的情况下，负μ介子在原子核场中转化为电子的过程。
2014-08-29 physics.acc-ph physics.ins-det
Study and improvements of a radially coupled coaxial Fast Faraday cup design towards lower intensity beams
本文改进径向耦合同轴快速法拉第杯设计，通过粒子模拟和时域电磁仿真优化较低强度离子束的纵向电荷测量，并分析抑制二次电子发射畸变的策略。
2022-10-26 physics.acc-ph physics.ins-det physics.plasm-ph
Analytic fluid theory of beam spiraling in high-intensity cyclotrons
采用二维流体描述，研究了强流束在储存环和回旋加速器中的非线性径向-纵向动力学。多尺度分析分离的时间尺度与电子感应加速器的运动和较慢的时间尺度与空间电荷效应，我们表明，径向涡旋运动可以理解的框架中移动的带电束作为非线性平流的光束的$\mathbf{E}\times\mathbf{B}$速度场，其中$\mathbf{E}$是电场由于空间电荷和$\mathbf{B}$是外部磁场。这种解释为圆光束的稳定性和细长光束中螺旋晕的发展提供了简单的解释。通过数值求解束流密度的非线性对流方程，我们发现它也与PIC模拟中得到的结果定量一致。
2012-10-03 physics.acc-ph
Halo Coupling and Cleaning by a Space Charge Resonance in High Intensity Beams
结果表明，强流束的空间电荷赝八极子驱动的差共振不仅耦合束芯发射度，还导致束晕中的发射度交换，这与强流加速器中的束流损失有关.关于直线加速器，“主共振”kz/kxy =1（对应于圆形加速器中的蒙塔古共振2 Qx-2 Qy =0）可导致平面之间的晕圈的这种耦合和转移。即使芯发射度（rms）完全相等或几乎相等，也可能发生横向晕耦合到纵向平面（反之亦然）。这个晕轮论证证明了在直线加速器设计中的额外谨慎，包括考虑避免均分设计。然而，与此同时，该机制也可以通过将晕圈从纵向平面耦合到横向平面（其中局部刮擦是可访问的）中而有资格作为主动动态晕圈清洁方案。我们提出了半解析发射度耦合率，并表明，以前开发的直线加速器的核心稳定性图表可以扩展-使用的纵向横向晕发射度比-以表明其他地区的晕耦合可能是重要的。
2013-05-07 physics.acc-ph
Circular-Mode Optics for High-Intensity Beams and High-Luminosity Colliders
Illinois Institute of Technology（伊利诺伊理工学院）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
本文提出圆模光学框架，用于传输和加速扁平束流并保持横向圆投影，推导晶格设计条件以守恒角动量，模拟验证其在高强度束流与高亮度对撞机中的潜力。
2026-09-29 physics.acc-ph
Recent Improvements in the Beam Capture at Fermilab Booster for High Intensity Operation
Fermilab Booster使用多圈束注入，其所有腔都被定相，使得即使每个站处于相同的最大电压，束也看到净零RF电压。在束流捕获过程中，利用其倒相系统缓慢地增加射频电压。在捕获结束时，为光束加速打开反馈。对于目前的操作以及在PIP-II时代，HLRF和LLRF系统都提供适当的预期相位和RF电压以保持从注入到提取的纵向发射度是至关重要的。在本文中，我们描述了腔相位分布的原始架构，我们最近的基于波束的RF相位测量，观察到腔和校正工作之间的相对相位的显着偏差。文中还介绍了对强流束改进捕获的结果。
2021-10-19 physics.acc-ph
Beam Test of a Segmented Foil SEM Grid
一个原型的二次电子发射监测器（SEM）安装在8 GeV的质子传输线的MiniBooNE实验在费米实验室。SEM是由5 μ m钛箔制成的分段网格，预期用于费米实验室的120 GeV NuMI束。与以前的工作者类似，我们发现，次级电子信号的完全收集需要偏置电压来将喷射的电子从箔上干净地吸引，并且这种效果在较大的束强度下更加明显。在3、7和8mm的光束宽度下测量SEM的光束质心和宽度分辨率，并与计算结果进行比较。外推来自该光束测试的数据，我们预计在具有1 mm光斑尺寸的NuMI光束中，质心和宽度分辨率分别为20 um和25 um。
2005-07-29 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
FNAL Proton Source High Intensity Operations and Beam Loss Control
40年前的费米实验室质子源机器，由预注入器，直线加速器和同步加速器助推器组成，一直是费米国家加速器实验室（费米实验室）的主力。在此期间，高能物理计划要求增加质子通量，特别是在过去十年中，费米实验室开始了中微子计划。为了实现一个成功的计划，助推器进行了重大升级和更改。再次，质子源已被充电，以使其束流吞吐量增加一倍，同时保持目前的剩余激活水平，以满足实验室强度前沿计划的目标，直到新的机器被建造和运行，以取代质子源机器。本文讨论了目前的性能助推器和计划涉及达到更高的强度。
2014-08-29 physics.acc-ph
Beam intensity and quality predictions for laser-accelerated ions after capture and transport
Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung（GSI亥姆霍兹重离子研究中心）；Helmholtz-Institut Jena（耶拿亥姆霍兹研究所）
研究通过优化和评估结合捕获与传输系统，预测激光加速离子在注入传统加速器前的性能，重点在于纵向束流质量及发散度控制。
2026-05-10 physics.acc-ph
Gridless Quasistatic Model for Efficient Simulation of Plasma-based Accelerators
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；Universidade de Santiago de Compostela（圣地亚哥-德孔波斯特拉大学）；UHasselt, Faculty of Sciences（哈瑟尔特大学理学院）；CERN（欧洲核子研究组织）；Universidad Carlos III de Madrid（马德里卡洛斯三世大学）
本文提出一种无网格准静态算法，用于高效模拟基于等离子体的加速器，通过轴对称等离子体波浪的建模，减少计算成本，适用于未来纳米米发射度束的等离子体对撞机设计。
2026-03-17 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
An efficient solution for accelerating very high intensity beams in the low and medium energy regime
利用0°同步相位，KONUS（“组合0°结构”，翻译自德语“Kombinierte GradGrad Struktur”）束流动力学策略能够在低和中能区使用无透镜的细长漂移管实现长加速段。它已经成功地实现了世界范围内许多布局紧凑，束流性能良好的室温H型直线加速器。在本文中，这种解决方案的进一步发展，即结合KONUS动力学与年轻的超导CH（交叉H型）结构，用于加速非常高的强度束。新的解决方案的效率已被证明为150毫安，6兆瓦的氘核直线加速器进行系统的设计研究。
2019-04-10 physics.acc-ph physics.app-ph
The high-intensity hyperon beam at CERN
欧洲核子研究中心建造了一个高强度超子束，将Sigma-输送到欧米茄设施的实验WA 89，并于1989年至1994年运行。该装置允许在超子和常规强子束配置之间快速转换。在平均动量为330 ~ 345 Gev/c的情况下，该束流提供了1.4 x 10^5/次爆发的西格玛通量，由约3 x 10^10个450 GeV/c的质子产生。在实验目标处，光束的σ/π比接近0.4，尺寸为1.6 x 3.7 cm ^2。在束流通道中用光纤描迹仪测量束粒子的轨迹和动量，在通道出口处用硅微带探测器测量束粒子的轨迹和动量。利用快速跃迁辐射探测器对光束的π分量进行了识别。
1998-01-07 physics.acc-ph physics.ins-det
Early Beam Injection Scheme for the Fermilab Booster: A Path for Intensity Upgrade
在过去的十年中，费米实验室一直致力于强度前沿物理学，并致力于大幅提高中微子和μ子计划的平均束流功率。许多升级现有的注入加速器，即目前的400兆电子伏直线加速器和助推器，是在质子改进计划（PIP）的进展。质子改进计划II（PIP-II）建议用新的800 MeV LINAC取代现有的400 MeV LINAC，作为助推器的注入器，这将在其完成结束时将助推器的输出功率从PIP设计值增加近两倍。无论如何，费米实验室助推器将在未来近20年内发挥非常重要的作用。在这种情况下，我已经开发和研究了一种新的光束注入方案，称为“早期注入方案”（EIS）的助推器的目标是显着增加从助推器输出的光束强度，从而增加光束功率的HEP实验，甚至在PIP-II时代。如果实施该计划，还将有助于提高MI/RR中的滑移叠加效率。在这里，我目前的结果，从最近的模拟，梁的研究，目前的状况和未来的计划，新的计划。
2015-10-28 physics.acc-ph
The potential of the ILC beam dump for high-intensity and large-area irradiation field with atmospheric-like neutrons and muons
我们通过蒙特卡罗模拟评估了ILC束流收集器中产生的中子和μ子通量，并讨论了它们在辐射场中的潜在用途。我们表明，束流转储可以提供高强度的中子和μ子通量的光谱非常相似的二次宇宙射线，这是适合于软错误的研究。在ILC的初始阶段，束流收集器在垂直于束轴的空间上输送大约是次级宇宙射线的$10^{11}$倍的中子，并且在束流收集器下游输送大约是次级宇宙射线的$10^8$倍的μ子。可以进行1 μ m $^2$以上的大面积照射。粒子物理实验中的电子和正电子束转储的μ子的能量分布的差异也进行了讨论。
2023-03-02 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Interaction between high intensity beam and structure resonances
利用线性化微扰理论，在一般意义上对由Vlasov-Poisson方程模型化的空间电荷引起的集体束流不稳定性进行了较好的理论研究[Chao Li and R. A. Jameson PRAB，21，024204（2018）]，其中相关的不稳定性由“结构共振”描述。作为理论研究的延伸，本文旨在通过数值模拟验证结构共振的有效性，并从一般意义上揭示结构共振与梁相互作用的基本原理。研究发现，对于具有$n= 0$和$n\ne 0$阻带的情况，光束对结构共振（$nσ\approx 180^\circ$）的反应是不同的。非共振的“等离子体振荡”也被重新审视，“相空间混合”，躺在瞬态等离子体振荡，是联系在一起的共振效应，非共振效应和宏观光束现象的机制。
2019-05-24 physics.acc-ph
Energy Stability in a High Intensity Pulsed SC Proton Linac
用于中子散射实验的质子源以及多用途的质子加速器都需要脉冲式质子直线加速器。对于高能部分的超导技术有着普遍的共识，与室温加速结构相比，它提供了一些优势，如更高的梯度能力或降低运营成本。然而，这种操作模式可能会破坏质子束的能量稳定性，因此需要仔细研究。首先，由沿着多单元腔的大光束相位滑动引起并与有限的RF能量传播相关的瞬时光束负载效应可能会在细胞间耦合太小或细胞数量太多的情况下引起显着的能量调制。第二，由于沿直线加速器的束流相位滑移效应，能量扩散表现出比相对论粒子更大的灵敏度腔场波动。最初为电子束开发的计算机代码已扩展到质子束。它解决了6 × N耦合微分方程，需要描述腔场和束-腔相互作用的高能直线加速器的N个腔。给出了一个典型脉冲加速器的仿真例子，给出了各种误差源，如洛伦兹力或颤噪失谐，束流注入能量偏移，强度抖动.
2000-08-18 physics.acc-ph
Impact of bunch intensity asymmetry in colliders featuring strong beamstrahlung
本研究针对强束strahlung对撞机的束团强度不对称问题，通过解析方法结合多种近似研究束团膨胀，对比FCC-ee相关数据验证结果，排除纵向翻转现象，提出横纵耦合唯象模型，为注入流程提供参考。
2024-04-13 physics.acc-ph
The Energetics of Particle Acceleration Using High Intensity Lasers
我们指出，即使是最强烈的激光束，今天可以提供只有一个非常小的一部分所需的光束能量，以达到设计亮度为未来的e+e-线性对撞机。这一事实似乎被忽视了大量的文献激光加速带电粒子。
2004-10-28 physics.acc-ph
High intensity cyclotrons for neutrino physics
近年来，人们对超过几毫安的高强度质子束的兴趣已经上升。潜在的应用是在中微子物理学，材料和能源研究，以及同位素生产。由于加速器技术的进步和对束流动力学的更好理解，5到10毫安的连续波质子束现在已经可以实现。作为一个例子的应用程序，我们提出了建议的IsoDAR实验，寻找所谓的无菌中微子和非标准的相互作用，使用KamLAND探测器位于日本。我们提出了更新的灵敏度为这个实验，并详细描述了高强度质子驱动器，使用几个新的想法的设计。这些是：加速H2+而不是质子，通过射频四极杆（Quadrupole，RFID）将束直接注入回旋加速器，并仔细匹配束以实现所谓的涡旋运动。初步设计在PIC模拟研究中表现良好，注入器系统正在建造中，将与1 MeV的试验回旋加速器一起投入使用。
2018-11-05 physics.acc-ph
BACKGAMMON: A Scheme for Producing High Intensity Muon Beams for Future Colliders and Other Applications
提出利用核子背散射γ射线（BACKGAMMON）方案产生高强度μ子束，可应用于未来μ子对撞机，并探讨了在EIC上的实施。
2025-04-30 hep-ex physics.acc-ph
Beam Position Monitor Electronics Upgrade for Fermilab Switchyard
Fermilab开关站（SY）的束流位置监测器（BPM）系统提供了在4秒溢出期间来自主注入器的53.10348 MHz RF聚束共振提取束流的位置、强度和积分强度。总束流强度从1x10^11到1x10^13质子不等。利用带状线束流位置监测器和谐振电路测量了泄漏量。BPM具有调谐到53.10348 MHz的外部谐振电路。BPM输出的相应电压信号估计在-110 dBm和-80 dBm之间。
2015-02-05 physics.acc-ph physics.ins-det
Phase front retrieval and correction of Bessel beams
非理想轴棱锥产生的贝塞尔光束会受到像差的影响。我们介绍了一种方法来检索的贝塞尔光束的复振幅单独从强度测量，然后使用此信息来校正波前和强度轮廓使用变形镜。
2022-01-24 physics.acc-ph physics.optics
Influence of the magnetic filter field topology on the beam divergence at the ELISE test facility
ELISE测试设施拥有一个RF负离子源，配备了一个提取系统，该系统应提供ITER中性束注入器预期电流的一半，保持共同提取的电子与离子的比率低于1。用于抑制共同提取的电子的重要工具是磁过滤场，其由在等离子体栅极（3级提取系统的第一栅极）中流动的电流产生。为了提高源性能，已经测试了用于生产磁过滤场的新概念，将现有系统与附着在源壁上的永磁体相结合。这些新的磁配置的拓扑结构影响提取区域中的束粒子轨迹，从而对整个束流光学产生影响。这些影响将在这篇文章中的特征在于通过研究的束粒子的角分布，测量的束发射光谱（BES）诊断。还将通过测量在接地栅极（第三栅极）和围绕其出口的栅极保持器盒上流动的电流来研究束流的行为。主要的发现是，更广泛的组成部分的光束增加时，磁场被加强的永磁体，即在大多数的共同提取的电子被抑制的情况下。
2022-11-07 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Conceptual design of elliptical cavities for intensity and position sensitive beam measurements in storage rings
位置灵敏束流监测器是储存环束流诊断不可缺少的设备。除了在束流参数测量中的应用外，它们还可用于放射性离子束环内衰变的非破坏性研究以及提高等离子体质量测量技术的精度。在这项工作中，我们介绍了一种新的方法的基础上，具有椭圆形截面的空腔，以弥补现有的限制，在离子存储环。该设计主要针对FAIR项目未来的重离子储存环。讨论了概念设计和仿真结果。
2015-06-22 physics.acc-ph physics.ins-det
Comprehensive design and whole-cavity simulation of a multi-beam inductive output tube using a 3rd harmonic drive on the grid
本文通过栅极三次谐波驱动设计并模拟8束MBIOT，实现近82%效率，为下一代加速器提供高效射频功率源。
2023-12-21 physics.acc-ph
Silicon crystals for steering of high-intensity particle beams at ultra-high energy accelerators
实验结果和模拟模型表明，晶体可能在新一代高能高强度粒子加速器的发展中发挥相关作用，并可能揭示现有加速器的创新可能性。在本文中，我们描述了最先进的制造技术的晶体，适用于超高能和超高强度粒子加速器的操作，报告作为潜在应用的例子，准直的粒子束循环在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机，这将通过增加弯曲的晶体在高亮度大型强子对撞机项目的框架升级。
2020-06-28 hep-ex physics.acc-ph
A versatile and compact high-intensity electron beam for multi-kGy irradiation in nano or micro-electronic devices
介绍了一种用于材料老化的紧凑型低能高强度电子源。激光诱导等离子体在30 kV二极管内移动，并在阳极位置产生5 MW电子束。可以沉积到硅或镓样品中的相应剂量估计为每次激光照射25 kGy。剂量分布强烈依赖于阴极电压，并且可以在100 nm至1 $μ$ m范围内进行调节。有了这个多功能的源，一个路径打开，研究高辐射下的微或纳米电子元件，没有标准的辐射防护问题。
2020-01-27 physics.acc-ph physics.app-ph physics.plasm-ph
High intensity proton beam impact at 440 GeV/c on Mo and Cu coated CfC/graphite and SiC/SiC absorbers for beam intercepting devices
束流拦截装置（BID）是大型强子对撞机（LHC）综合体运行的重要保护元件。LHC内部束流收集器（LHC Target Dump Injection或LHC TDI）是LHC注入系统的主要保护BID;其主要功能是在束流从SPS转移到LHC期间注入冲击磁铁发生故障的情况下保护LHC设备。TDI在LHC运行期间遇到了一些问题，其中大部分是由于电子云效应引起的核心部件的放气，这导致了注入器强度的限制，从而影响了LHC的可用性。TDI的吸收芯和一般的束流拦截装置的吸收芯需要处理由高强度粒子束引起的高热机械负载。此外，诸如TDI的设备-其中吸收材料安装在靠近束的位置，是加速器阻抗预算的重要贡献者。为了降低阻抗，构成芯的吸收材料通常必须涂覆有高导电性金属。涂层吸收体的光束冲击测试是开发工作的关键要素，以确保其正确运行。在欧洲核子研究中心的HiRadMat设施中，研究了几种金属涂层吸收材料暴露于高强度和高能量质子束时的行为。基于铜和钼的不同涂层配置，以及吸收材料，如等静压石墨，碳纤维复合材料（CfC）和碳化硅纤维增强碳化硅（SiC-SiC），在该设施中进行了测试，以评估TDI的性能，并为使用这些材料的其他BID提取信息。除了光束冲击试验和广泛的辐照后检查（PIE）活动，进行了广泛的数值模拟。
2021-12-22 physics.acc-ph physics.ins-det
Vortex dynamics and shear layer instability in high intensity cyclotrons
我们证明了在回旋加速器中，强流束在垂直于磁场的平面内的空间电荷动力学可用二维不可压缩流体的欧拉方程描述。与流体动力学的这种类比给出了一个统一且直观的框架来解释实验和模拟中观察到的光束螺旋和光束分裂行为。特别是，我们表明，光束分裂是一个经典的不稳定性发生在流体剪切流的结果。我们给标度律的不稳定性和预测的非线性演化的光束受it. Our工作表明，回旋加速器可能是唯一适合的剪切层和涡旋分布的实验研究，是无法实现的潘宁-Malmberg陷阱。
2016-04-15 physics.acc-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Beam Dynamics in High Intensity Cyclotrons Including Neighboring Bunch Effects: Model, Implementation and Application
空间电荷效应作为最重要的集体效应之一，在强流回旋加速器中起着重要的作用。然而，对于回旋加速器与小匝分离，其他现有的影响是同样重要的。径向相邻的聚束的相互作用也存在，但它们的组合效应尚未得到任何详细的研究。本文首次提出了一种新的基于单胞粒子的自洽数值模拟模型。该模型涵盖了相邻束效应，并实现了三维面向对象的并行代码OPAL-cycl，风味的OPAL框架。我们讨论这个模型连同其实施和验证。模拟结果从PSI 590兆电子伏环形回旋加速器的背景下，正在进行的高强度升级计划，其目的是提供一个1.8兆瓦（CW）的光束功率在目标目的地。
2010-03-01 math-ph math.MP physics.acc-ph
