Dipole Mode Detuning in the Injector Linacs of the NLC
JLC/NLC项目的注入式直线加速器包括预加速器、e+驱动直线加速器和$e- booster, and the $ e+助推器。前三台将是S波段机器，最后一台是L波段机器。我们已经证明，通过单独使用失谐在这些直线加速器的加速器结构设计中，我们将有可接受的公差发射度增长由于注入抖动和结构失调，对于标称（2.8ns）和交替（1.4ns）聚束间距。
2000-12-21 physics.acc-ph
Beam-based RF Station Fault Identification at the SLAC Linac Coherent Light Source
加速器产生的信号太多，小运营团队无法实时监控。此外，这些信号中的许多信号只能由具有多年经验的主题专家解释。因此，加速器性能的变化可能需要与专家进行时间密集的磋商，以确定根本问题。在这里，我们专注于一个特定的异常检测任务的射频（RF）站在直线加速器相干光源（LCLS）。现有的射频站诊断带宽有限，导致信号缓慢且不可靠。因此，异常检测目前是一个手动过程。我们提出了一种基于波束的方法，使用来自波束位置监测系统的一次又一次的数据来识别加速器状态的变化;通过将基于波束的异常与来自RF站的数据进行比较，我们识别了变化的来源。我们发现，我们提出的方法可以完全自动化，同时识别更多的事件与更少的误报比单独的RF站诊断。我们的自动故障识别系统已被用来创建一个新的数据集，调查之间的相互作用的RF站和加速器的性能。
2022-11-02 physics.acc-ph
Beam Loss Monitoring with Fixed and Translating Scintillation Detectors Along the Fermilab Drift-tube Linac
针对费米实验室漂移管直线加速器沿线缺乏测量仪器的问题，提出利用固定式和平移式闪烁探测器研究其前两个腔体沿线的束流损失，以提供关键组件调试所需的诊断信息。
2023-05-23 physics.acc-ph
Commissioning of the 1.4 Mev/u High Current Heavy Ion Linac at Gsi
Wideroe型Unilac预剥离器直线加速器的拆卸于1999年初进行。必须获得SIS中最重元素的粒子数增加两个数量级以上。从那时起，新的高电流注入器（HSI）由H型整流器和DTL结构组成，用于双束操作，并成功调试。高电荷注入器（HLI）在此期间提供主直线加速器。同时完成射频发射器和射频结构的调节和运行。HSI调试策略包括在每个运输和加速段之后使用多功能诊断测试台进行束流调查。将讨论LEBT、超透镜、IH槽I和II以及剥离段之后的广泛调试测量结果（例如横向发射度、束流宽度、束流传输）。使用来自MUCIS离子源的40 Ar 1+束来填充直线加速器直到理论空间电荷极限。1999年11月开始进行例行作业。
2000-08-16 physics.acc-ph
Measurement of the six Dimensional Phase Space at the New GSI High Current Linac
为了表征GSI新的高电流直线加速器提供的10 mA离子束，开发了复杂的，主要是非intersepting诊断设备。除了通用的测试台的一般设置，我们讨论特别是聚束形状和发射度测量。利用金刚石粒子探测器的直接飞行时间技术观测微束团分布，分辨率为$\sim 25 $ ps等于0.3 $^{o}$。为了确定能量扩展，应用符合技术，使用由穿过金刚石检测器上游80 cm处的铝箔的离子发射的次级电子。横向发射度的测量在一个宏脉冲与胡椒罐系统配备了一个高性能的CCD相机。
2000-08-17 physics.acc-ph
Machine-learning approach for operating electron beam at KEK $e^-/e^+$ injector Linac
针对传统专家手动调谐加速器参数已近极限的问题，研究采用三种机器学习算法在KEK正负电子注入器直线加速器开展电子束调谐实验，实现了与熟练专家相当的调谐性能。
2024-01-26 physics.acc-ph
Operation of the H- Linac at FNAL
费米国家加速器实验室（FNAL）直线加速器已经运行了52年。在大约四年内，它将被一台新的800 MeV超导机器取代，即PIP-II SRF直线加速器。在目前的配置中，直线加速器提供400兆电子伏的氢离子，并通过电荷交换将质子注入助推器同步加速器。尽管它的年龄，直线加速器是FNAL复合体中最稳定的加速器，在日常操作中可靠地发送22 mA。我们将讨论操作的状态，光束研究和计划。
2022-09-06 physics.acc-ph
Fermilab PXIE Beam Diagnostics Development and Testing at the HINS Beam Facility
费米实验室正在计划建造X项目直线加速器的原型前端。X计划的注入器实验（PXIE）有望将1mA连续波H束加速到30MeV.该项目的一些主要目标是测试连续波整流器和H源、宽带逐束团束流斩波器和低能超导直线加速器。这种加速器的成功表征和操作对束线诊断提出了严格的要求。这些关键的束流测量包括束流电流、束流轨道、束流相位、束流长度、束流横截面和发射度、束晕和束尾以及宽带斩波器的消光性能。本文介绍了PXIE束流测量要求和仪器研制计划。还介绍了在费米实验室高强度中微子源（HINS）束设施测试其中许多仪器的计划。由于HINS已经是一个操作加速器，利用HINS进行仪器测试可以更快地开发所需的PXIE诊断。
2013-01-28 physics.acc-ph
High-Brightness Beams from a Light Source Injector: The Advanced Photon Source Low-Energy Undulator Test Line Linac
利用现有的直线加速器，特别是光源注入器，进行自由电子激光（FEL）实验变得越来越普遍，这是因为人们希望在更短的波长下测试自由电子激光。高增益自由电子激光器所要求的高亮度、高电流束流，使大多数现有的直线加速器在设计上无法满足其技术要求。此外，需要专门的诊断，特别是拍摄到拍摄的数据采集，需要大量的修改和升级传统的直线加速器。为了产生和表征高亮度光束，对先进光子源（APS）注入器直线加速器进行了改进。具体地说，努力已被定向在产生光束中使用的低能量波荡器测试线（LEUTL）自由电子激光在支持第四代光源的研究。本文介绍了530 nm自由电子激光器自放大自发发射（SASE）运行的直线加速器技术和诊断能力的改进。最近的结果，包括技术系统的改进和电子束测量技术的细节，将进行讨论。直线加速器能够将束流加速到650 MeV以上。使用的标称自由电子激光束参数如下：217 MeV能量; 0.1-0.2%均方根能量扩展; 4-8 μ m归一化均方根发射度; 80-120 A峰值电流，来自0.2-0.7 nC电荷，2-7 ps FWHM聚束。
2000-08-12 physics.acc-ph physics.ins-det
Numerical Reconstruction of the Linac Beam De-bunching in the DC-operated Booster
由于仪器的限制，我们很难测量到GHz范围内的升压环阻抗。由于在直线加速器到升压器的转移中的去聚束过程由升压器环的复阻抗决定，因此可以仅通过搜索逐匝电阻壁信号（RWS）的模拟和测量之间的最佳拟合来获得与机器阻抗具有最佳匹配的阻抗模型。
2005-01-06 physics.acc-ph
Development of Virtual Accelerator Environment for Beam Diagnostics
为了保证大连紧凑光源（DCLS）直线加速器的正常运行，电子束团的测量和控制是至关重要的。为了测试控制算法和高级物理应用，基于ELEGANT和SDDS工具包构建了一个虚拟加速器环境。在此虚拟环境下验证了所需的束流参数测量和轨道控制工具。介绍了其设计思想和发展现状。
2014-02-26 physics.acc-ph
Beam optical design for high energy electron radiography experiment study based on THU LINAC
设计了一条高能电子照相专用束线，包括消色差系统和成像系统。通过对消色差透镜中的四极透镜进行微调，可以近似地实现成像系统对目标的角度和位置校正要求。成像系统的设计充分考虑了实验室和束流诊断设备空间的限制。设计了两种成像系统，通过束流轨迹仿真，两种成像系统均表现出良好的成像性能。详细介绍了光束的光学要求和优化设计。该束线已安装在清华大学直线加速器实验室，用于进一步的精密电子照相实验研究。
2015-10-13 physics.acc-ph
Energy Measurements by Means of Transition Radiation in novel Linacs
先进的直线加速器设计可以使用光学渡越辐射（OTR）屏来测量束斑尺寸;例如，在基于等离子体的加速器（EuPRAXIA@ ELI-LAB）或康普顿机器（伽马束源@ELI-NP）中预见到这样的屏。光学跃迁辐射角分布强烈地依赖于光束能量。由于OTR屏幕通常放置在沿直线加速器的几个位置以监测束包络，因此可以沿机器执行分布式能量测量。此外，在等离子体加速器中，Single Shot能量测量可用于测量等离子体相互作用之后的发射到发射的能量变化。初步测量了100 MeV电子的OTR角分布。在本文中，我们讨论了这种测量的光束发散和其他参数的灵敏度，以及所需的分辨率和所需的升级传统的OTR诊断，作为一个例子，收集的数据在ECONOLAB。
2018-02-12 physics.acc-ph
Beam Dynamics Studies of the REX-ISOLDE Linac in Preparation for its Role as Injector for the HIE-ISOLDE SC Linac at CERN
超导（SC）高强度和能量（HIE）ISOLDE直线加速器将取代欧洲核子研究中心放射性离子束实验（REX）的大部分现有加速基础设施，然而，101.28 MHz的超导和5 MV的IH腔将继续作为升级的注入器，将束流的能量提高到1.2 MeV/u。我们提出的注入器的束流动力学调查的结果，最关键的是匹配的纵向光束参数的SC机，这在很大程度上是复杂的IH腔采用组合零度（KONUS）束流动力学设计。利用三梯度法测量束流参数，重构出超导直线加速器的纵向束流参数，并结合束流动力学测量和IH结构模拟，设计了超导直线加速器的匹配段。
2010-10-11 physics.acc-ph
Error study of CERN Linac 4
LINAC 4是一个正常的导电H结构，建议加强质子通量目前可用于欧洲核子研究中心加速器链。该直线加速器旨在将65 mA的光束加速到160 MeV，以注入CERN质子同步加速器助推器。加速是由一个射频四极谐振在352 MHz，然后由一系列的两个漂移管系统（传统的阿尔瓦雷斯和细胞耦合漂移管直线加速器）提高束流高达90 MeV在352 MHz和完成的边耦合直线加速器在704 MHz的352 MHz的射频四极谐振到3 MeV。通过端到端模拟研究并优化了光束动力学。通过对机器误差建模验证了该设计的稳健性。本文介绍了这种错误的研究结果。
2006-07-04 physics.acc-ph
Measuring Orbit Responses with Oscillating Trajectories in the Fermilab Linac
Fermilab（费米国家加速器实验室）
本文介绍了一种在费米实验室直线加速器中通过振荡多达19个校正器电流并利用频域分析来记录轨道响应的技术，该方法能提供更快且抗漂移的测量，以辅助加速器光学分析和机器调谐。
2025-09-16 physics.acc-ph
Recent developments in LLRF and its controls at CERN Linac4
在大型强子对撞机运行2结束时，CERN的质子注入器Linac 2于1978年投入使用，于2018年12月交付了最后一束。对于运行3，从2021年3月起，新的H $^{-}$将接管角色：Linac 4。该机器自2013年以来一直在生产测试束，并于2016年达到了设计的160 MeV能量和20 mA束流。从那时起，已经进行了一些改进，提高了LLRF的性能和稳定性。本文介绍了该机的结构和控制系统。从不同的RF站类型所产生的问题进行了描述和我们的解决方案的解释，以及最近添加到LLRF的新功能。一个自适应前馈实现作为一个灵活的混合硬件-软件解决方案进行了说明，并在实验室测试台上运行的应用程序的第一个结果。此外，还讨论了纵向相空间涂漆所需的设定点调制。最后，软件工具的自动化设置，监控和操作进行了说明。由于硬件和底层软件还处于成熟阶段，这里只作简要介绍。
2019-10-21 physics.acc-ph
Multi-component measurements of the Jefferson Lab energy recovery linac electron beam using optical transition and diffraction radiation
高亮度电子加速器（诸如能量恢复直线加速器（ERL））通常具有复杂的粒子分布，这可能在束传输以及与诸如用于从束产生辐射的摆动器的装置匹配方面产生困难。光学渡越辐射（OTR）、光学渡越辐射干涉术（OTRI）和光学衍射-渡越辐射干涉术（ODTRI）已被证明是诊断带电粒子束空间和角分布的有效工具。OTRI和ODTRI已被用来测量均方根发散和光学横向相空间映射已被证明使用OTRI。在这项工作中，我们提出了使用OTR和ODR在杰斐逊实验室115兆电子伏ERL进行的诊断实验的结果，其中显示存在两个单独的组件内的空间和角分布的光束。通过假设空间和角度特征之间的相关性，我们估计两个分量中的每一个的均方根发射度值。
2008-06-27 physics.acc-ph
Optimization of Superconducting Linac for Proton Improvement Plan-II (PIP-II)
PIP-II是费米实验室综合体的重要升级，将为LBNF的国际深地下中微子实验提供世界上最强的高能中微子束，并支持费米实验室的广泛物理计划。最终，PIP-II超导直线加速器将能够将$H-$ CW束加速到800 MeV，平均功率为1.6 MW。为了以如此高的功率运行直线加速器，必须严格控制束流损耗和束流发射度增长。在本文中，我们提出了一个强大的和有效的物理设计的PIP-II直线加速器超导部分的直线加速器选项的全局优化的结果。我们还研究了偶极校正器的非线性场对光束质量的影响，并通过统计分析得出了对场质量的要求。最后，我们评估需要纠正四极聚焦产生的半波，单辐加速腔。我们评估了通过改变直线加速器聚焦场的极性来控制机器中束流耦合的可行性
2022-09-06 physics.acc-ph
Diagnostics Examples from Third-Generation Light Sources
本课讨论了如何使用光束监视器的信号来诊断圆形第三代同步加速器光源中的光束的许多示例。在学校期间，在其他讲座中给出了其他机器（例如对撞机，CTF 3，直线加速器和自由电子激光（FEL）和医疗加速器）的诊断示例。本课假设仪器本身的信号生成是已知的;主要关注信号对各种机器参数的依赖性及其解释，以诊断机器参数和条件。
2020-05-14 physics.acc-ph
Commissioning and Operation of FAST Electron Linac at Fermilab
我们报告了费米实验室加速器科学与技术（FAST）设施的1.3 GHz超导RF电子直线加速器的束流调试和首次运行的结果。直线加速器的建设已经完成，机器于2017年投入使用。在ILC型SRF低温装置上获得了最大束流总能量约300 MeV，能量增益为250 MeV的记录。调整光注入器以产生频率为3 MHz、重复率为1 Hz的200 pC聚束串。本报告描述了机器调试的各个方面，例如SRF低温恒温器的调谐和束流光学优化。我们还提出了在两个月的运行，包括尾场的研究，先进的光束相空间操纵寄生进行的实验计划的亮点。
2018-11-09 physics.acc-ph
Design of a Marx-Topology Modulator for FNAL Linac
费米实验室质子改进计划（PIP）于2011年底形成，以解决质子源机器（注入器线，直线加速器和助推器）的重要和必要的升级。目标是通过加倍助推器束循环速率来增加质子通量，同时保持每个循环相同的强度，相同的能量密度和外壳中相同的剩余激活。对于直线加速器，PIP的主要重点是解决可靠性问题。主要任务之一是取代目前在200 MHz射频系统上使用的硬管调制器。计划取代这个高功率系统与马克思拓扑调制器，能够提供所需的波形整形，以稳定的加速梯度和补偿束流加载，将与开发数据的原型装置。
2015-04-28 physics.acc-ph
Design of a 10 MeV normal conducting CW proton linac based on equidistant multi-gap CH cavities
连续波强流质子直线加速器作为高功率质子加速器的前端有着广泛的应用。低能量部分是最困难的部分，目前还没有被广泛接受的解决方案。在分析连续波低能质子直线加速器聚焦特性的基础上，提出了一种基于等间距七间隙十字H型腔的10 MeV低能正导质子直线加速器。直线加速器由10个7间隙CH腔组成，横向聚焦由腔间的四极偶极维持。直线加速器的总长度小于6米，平均加速梯度约为1.2 MeV/m。利用微波工作室对腔体的电磁特性进行了研究。在标称加速度梯度下，腔体内最大表面电场小于1.3倍基尔帕特里克极限，每个腔体的欧姆损耗小于35 kW。利用Tracewin程序进行了多粒子束流动力学模拟，模拟结果表明，该加速器的束流动力学性能稳定，能够加速到30 mA的束流，并具有良好的动力学性能。
2014-11-28 physics.acc-ph
Analysis of the microbunching instability in a mid-energy electron linac
自由电子激光（FEL）装置的直线加速器（Linac）中普遍存在微聚束不稳定性。如果不加以有效控制，将严重损害光束质量，使机器无法正常运行。在软X射线自由电子激光装置的电子直线加速器中，由于电子的能量不是很高，这个问题会变得更加严重。作为一个典型的例子，本文用解析公式和模拟工具详细研究了上海软X射线自由电子激光装置（SXFEL）直线加速器中的微聚束不稳定性。在研究中，提出了一种新的机制，引入随机噪声的束流剖面作为束流通过一个弯道型聚束压缩器。在模拟中出现的高阶模式表明，需要进一步改进目前的理论模型的不稳定性。
2014-06-25 physics.acc-ph
Overview of the APT Accelerator Design
APT项目的加速器是一台100 mA CW质子直线加速器，输出能量为1030 MeV。高能射束传输（HEBT）将射束传送到光栅扩展器，光栅扩展器在靶/毯（T/B）组件处提供大的矩形分布。质子束在T/B中产生的散中子与氦-3反应产生氚。APT直线加速器的设计是一个集成的正常传导（NC）/超导（SC）质子直线加速器;机器架构已在其他地方讨论[1]。NC直线加速器由75 keV注入器、6.7 MeV 350 MHz射频四极杆、96 MeV 700 MHz CCDTL和700 MHz CCL组成，输出能量为211 MeV。这是其次是SC直线加速器，采用700 MHz的椭圆铌5细胞腔加速束到最终的能量。SC直线加速器有两个部分，优化为b =0.64和b =0.82的束流速度。每个部分由包含两个，三个或四个5-cell腔的低温模块组成，由1-MW 700-MHz速调管驱动。NC直线加速器中的单线态FODO晶格转变为SC直线加速器中的双线态聚焦晶格，在温暖的模块间空间中具有常规的四极磁体。这种双重晶格在HBT中继续。目前的直线加速器设计的概述。
2000-08-14 physics.acc-ph
The Potential of the Linac-Ring Type Colliders for Particle and Nuclear Physics
直线加速器环型对撞机将为能源前沿和粒子工厂打开新的窗口。关于第一个方向，这些机器似乎是在组分水平上实现TeV尺度轻子-强子碰撞的唯一途径。直线加速器环型轻子-强子对撞机的一个重要优点是有可能在其基础上建造γ-p、γ-A和FEL γ-A对撞机。今天，eRHIC，THERA（TESLA on HERA）和Linac*LHC可以被认为是未来轻子强子和光子强子对撞机的现实候选者。当涉及到工厂时，与标准环环型机器相比，人们可以达到更高的亮度。例如，对于phi和charm-tau工厂，可以实现L=10^34 cm^-2 s^-1。在这篇演讲中，我们简要地讨论了直线加速器环型机器的参数和物理搜索潜力。
2003-10-02 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Measurements of wake-induced electron beam deflection in a dechirper at the Linac Coherent Light Source
RadiaBeam/SLAC去调频器是一种由成对的金属波纹平板组成的结构，它是一种平面几何形状的波纹结构，已安装在直线加速器相干光源（LCLS）中波动器的上游。作为一种去啁啾器，当光束在轴上通过两个平板之间时，产生纵向尾波场，可以消除光束中不需要的能量啁啾。然而，随着束流离轴，也诱导出强烈的横向尾迹。这种操作模式已经被用于使用新鲜切片技术产生强烈的多色光子束，并且正在被用于开发阿秒束团长度测量的诊断。在这里，我们测量，作为偏移量的函数，在两个板之间激发的横向尾场的强度，以及光束通过靠近单个板的情况。我们比较了文献中的解析公式，并发现很好的协议。本文首次系统地测量了X射线自由电子激光中短脉冲高能量束流激发的去斜器的横向尾流强度。
2017-08-02 physics.acc-ph
Optics Reconstruction in the SCL Section of the FNAL Linac
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
本文针对FNAL直线加速器SCL段，提出三步光学重建方法，通过四极铁扫描与BSM测量确定Twiss参数，调整四极铁校准，并利用TraceWin模拟验证束流包络，获取了过渡段入口处的束流参数。
2025-09-16 physics.acc-ph
Design of a high-power compact SRF linac for industrial applications of e-beam irradiation
费米实验室开发了一种新的概念，用于工业电子直线加速器使用Nb3Sn涂层技术和传导冷却。这些传导冷却直线加速器可以在连续波操作中产生高达10 MeV的电子束能量，并通过组合几个模块来达到更高的功率（>=1 MW）。我们的机器结构紧凑，重量轻，可安装在移动平台上，有望实现新的现场环境修复应用，如城市地区的废水处理、X射线医疗设备灭菌和创新的路面应用。在本文中，我们突出了这样一台机器的1兆瓦设计的几个方面。详细计划见Dhuley等人（2022）Phys.Rev.Accel.梁25，041601。
2022-08-02 physics.acc-ph physics.ins-det
Simulating Negative Hydrogen ion acceleration in LINAC-4 using Unity 3D
本研究利用Unity 3D开发交互式实时模型，模拟LINAC-4中负氢离子加速过程，通过控制电场频率和斩波模式，实现可视化教学与培训平台。
2025-03-01 physics.acc-ph
Concept for controlled transverse emittance transfer within a linac ion beam
对于将射束注入到具有不同水平和垂直发射度接受度的圆形机器中，如果这些射束是平坦的，即如果它们具有不相等的横向发射度，则可以提高注入效率。平面电子束的产生是众所周知的，并且已经在束实验中得到证明。它也提出了在电子回旋共振（ECR）源中产生的离子束。我们介绍了一个扩展的方法进行电荷态剥离，而不需要他们的生成内部的ECR源的光束。多粒子模拟的结果证明了该方法的有效性。
2011-03-24 physics.acc-ph
Automated RF Phase Adjustment for Beam Stabilization in the Fermilab Linac
University of Illinois at Chicago（芝加哥伊利诺伊大学）；Georgia Tech Research Institute（佐治亚理工学院研究所）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
本研究提出基于机器学习的自动射频相位调整方法，利用合成数据增强模型训练，实现费米实验室直线加速器中束流稳定性的自动化校正。
2025-11-24 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
Beam Loss in Linacs
束流损失是高强度加速器中的一个关键问题，在设计和运行阶段都花费了大量的努力来最大限度地减少损失并将其保持在可管理的水平。随着新的加速器变得越来越强大，束流损失变得更加严重。用于H-离子束的直线加速器，例如橡树岭Spiritus中子源的直线加速器，与H+（质子）直线加速器相比，具有更多的损失机制，例如为欧洲Spiritus中子源设计的直线加速器。有趣的H-束损失机制包括残余气体剥离、H+捕获和加速、场剥离、黑体辐射和最近发现的束内剥离机制。束晕形成和离子源或RF打开/关闭瞬变是H+和H-加速器两者常见的束损失机制的示例。机器保护系统在限制光束损失方面起着重要作用。
2016-08-08 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
Implications of beam filling patterns on the design of recirculating Energy Recovery Linacs
循环能量回收直线加速器是一种用于输送高功率粒子束（$\sim$ GW）而仅需要低功率（$\sim$ kW）RF源的有前途的技术。这是通过使用过的聚束减速并使用它们在加速结构中沉积的能量来加速新的聚束来实现的。我们目前的研究的聚束包填充模式的加速RF系统的性能的影响。我们进行射频波束加载模拟不同的噪声水平和波束加载阶段与不同的注入方案。我们还提出了一个数学描述的RF系统在波束加载，它可以识别最佳的波束填充模式在不同的条件下。这些研究的结果有重大的影响，为未来的能量回收直线加速器的设计约束，通过提供不同的机器设计和拓扑结构的定量度量。
2020-07-17 physics.acc-ph
Study of effects of failure of beamline elements and their compensation in CW superconducting linac
Project-X是计划在美国费米实验室建造的高强度质子设施。X项目的第一级由超导直线加速器组成，该加速器将以连续波（CW）模式运行，以将束流从2.5 MeV加速到3 GeV。CW模式下的操作对射束线组件，特别是对射频（RF）腔体施加了高公差。由于束流参数与设计参数不同，束流线元在低能时的失效是非常关键的，因为它会导致束流与后续截面的不匹配。它使束流不稳定，导致发射度稀释，并最终导致束流损失。在最坏的情况下，它可能会影响机器的可靠性，并可能导致关闭直线加速器以更换故障元件。因此，研究这些效应及其补偿对实现直线加速器中束流的平稳传输具有重要意义。本文介绍了SSR 0段射频腔和螺线管失效的研究结果。
2012-03-07 physics.acc-ph
Studies of Beam Optics and Scattering in the Next Linear Collider Post-Linac Collimation System
我们提出了一个新的概念和光学设计的下一个直线对撞机后直线加速器准直系统。在具有大水平色散和垂直电子感应加速器功能的系统中实现了能量准直和对非能量束的被动保护。Betatron准直是在一个相对较低的β（FODO类）晶格中进行的，其中只有薄的扰流器在束芯附近拦截粒子，而厚的吸收体保持与束的大距离。两种可能的方案的扰流器被认为是：一个在其中的扰流器是能够容忍一定数量的破坏性的拦截每对撞机运行（“消耗”扰流器），和一个在其中的扰流器是潜在的损坏的每一个机器脉冲和自我修复（“可再生”扰流器）。系统的准直效率进行了评估，考虑到晕粒子被重新散射到光束和μ子secondaries通过相互作用区域。我们的结论是，新的设计是一个有前途的候选人的NLC后直线加速器系统。
2000-10-30 physics.acc-ph
Filling Pattern Dependence of Regenerative Beam Breakup Instability in Energy Recovery Linacs
束分裂不稳定性是所有粒子加速器的潜在问题，并且通常是可以实现的最大束流的限制因素。这对于具有多次通过的能量恢复直线加速器尤其相关，其中相对少量的电荷可以导致大的束流。最近的研究表明，多程能量回收直线加速器的填充方式和再循环方案的选择会显著影响束流与射频系统之间的相互作用。在本文中，我们将进一步探讨这一主题，研究填充模式如何影响光束分裂不稳定性，以及这如何使我们能够优化设计，以尽量减少这种影响。我们提出了一个理论模型的束-RF相互作用以及数值模拟，并表明，阈值电流可以变化的因素2-4，甚至可能更多地取决于机器的设计参数。因此，明智地选择填充模式可以大大增加BBU的发生，扩大未来ERL的效用。
2021-04-27 physics.acc-ph
Beam Dynamics Framework Incorporating Acceleration to Define the Minimum Aperture in Two Focusing Schemes for Proton Radiotherapy Linac
本文提出一个包含加速效应的横向束流动力学框架，用于质子放疗直线加速器，通过解析求解类FODO方案和最小孔径方案，实现束流尺寸控制与最小孔径定义。
2024-03-15 physics.acc-ph
Funneling with the Two-Beam RFQ
新的高电流加速器设施，如建议用于HIDIF或ESS，需要具有高亮度的光束。这些光束不能由单程射频直线加速器产生。在这样的驱动器直线加速器中，亮度的增加是通过几个低能量的函数级来完成的，其中两个相同聚束的离子束被组合成具有两倍频率电流和亮度的单个束。我们的双束流漏斗实验是一个设置两个离子源，一个双束流漏斗，漏斗偏转器和束诊断设备，以证明离子束的漏斗作为模型的第一个漏斗级的HIIF驱动器。最后介绍了实验的进展和模拟结果。
2000-08-14 physics.acc-ph
HELIX: a hybrid envelope-multiparticle linac code with differentiable space-charge optimization
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
费米实验室开发的HELIX框架结合经典匹配算法与可区分匹配算法，在六四极子验证问题中实现高精度雅可比计算，经多维度基准验证后，还提供场图代理等功能并支持多后端。
2026-09-07 physics.acc-ph
The Linac Laser Notcher For The Fermilab Booster
在同步加速器机器中，束流提取是通过隔板和冲击磁铁的组合来完成的，这些磁铁将束流从加速器偏转到另一个加速器。理想情况下，冲击场必须在射束聚束之间上升/下降。然而，实际上，在射束脉冲上创建有意的无射束时间区域（aka“陷波”）以确保可以以最小的损耗提取射束。在费米实验室助推器的情况下，通过使用快速反冲器在加速器隧道内的屏蔽准直区域中沉积光束，在注入能量附近的环中产生凹口。随着射束功率的增加，期望以尽可能低的能量产生该凹口以使激活最小化。费米实验室质子改进计划（PIP）启动了一个研发项目，以建立一个激光系统，在750 keV的直线加速器光束脉冲内创建凹口。本次演讲将描述激光开槽机的概念，并讨论我们的现状，调试结果和未来计划。
2017-04-13 physics.acc-ph
Overview and Issues of Experimental Observation of Microbunching Instabilities
现代自由电子激光（FEL）加速器和驱动器所需的超亮光束的产生通常依赖于基于弯曲的聚束压缩，这通常导致微聚束不稳定性。在压缩之后，光谱增强甚至通过纵向空间电荷（LSC）阻抗延伸到可见波长。光学渡越辐射（OTR）屏已广泛用于亮束的横向电子束尺寸测量，但电子束或前沿尖峰中这种纵向微结构（微聚束）的存在可能会导致强烈的局部相干增强（COTR）掩盖实际束轮廓。一般来说，我们已经观察到的影响，在射频光阴极（PC）注入直线加速器与回旋压缩，因为一个R56项是必要的。在过去，COTR仅在S波段和L波段单束团压缩或双束团压缩的光注入直线加速器中有报道。驱动激光调制和电荷散粒噪声被怀疑是造成这种情况的原因。我们现在有证据的影响，在射频PC枪注入直线加速器和电子阴极（TC）枪注入直线加速器（后者不涉及驱动激光器）。自从第一次观测以来，已经做出了重大努力来表征、建模和减轻COTR对束流诊断的影响。最新的最先进的诊断这些影响将给出说明的例子在直线加速器相干光源（LCLS），弹簧8紧凑型SASE源（SCSS），弹簧8埃紧凑型自由电子激光（SACLA），先进的光子源（APS），和下一个直线对撞机测试加速器（NLCTA）。这些观察结果仍然是加速器社区感兴趣的。
2014-09-05 physics.acc-ph
Matching Optimization for TRIUMF's Rare Isotope Linac
University of Victoria（维多利亚大学）
本研究通过计算边缘场效应并采用Matsuda-Wollnik方法，实现了TRIUMF稀有同位素后加速器中能段光学的真实建模，并利用并行调谐优化为操作员提供高效的重调谐手段。
2025-09-24 physics.acc-ph physics.app-ph
The NSNS High Energy Beam Transport Line
在国家空间中子源（NSNS）的设计中，一条180米长的传输线将1 GeV的直线加速器连接到一个储能环。直线加速器束流的电流为28 mA，脉冲长度为1 ms，重复频率为60 Hz。高能传输线由16个60度FODO单元组成，并容纳90度消色差弯曲，能量压缩器，准直器，注入系统的一部分，以及足够的诊断设备来测量注入前的光束质量。为了减少不受控制的束流损失，这条生产线有九个束晕刮刀，并且在空间电荷条件下对横向和纵向束流动力学具有非常严格的公差。介绍了该生产线的设计。
1997-09-09 physics.acc-ph
Data-Driven Gradient Optimization for Field Emission Management in a Superconducting Radio-Frequency Linac
Thomas Jefferson National Accelerator Facility（托马斯·杰斐逊国家加速器设施）；Old Dominion University（奥多明尼昂大学）
本研究利用结合不确定性量化的机器学习预测超导射频直线加速器中的辐射水平，并优化腔梯度，使中子和伽马辐射较标准设置降低超40%，同时维持所需总能量增益。
2024-11-11 cs.LG physics.acc-ph
Progress on the Construction of the 100 MeV / 100 kW Electron Linac for the NSC KIPT Neutron Source
中国的IHEP正在为乌克兰的NSC KIPT建造100 MeV / 100 kW电子直线加速器。该直线加速器将作为基于次临界组件的中子源的驱动器。2012年，加速器的注入器部分作为测试设施预装在IHEP的实验大厅#2。注入器光束和关键硬件测试结果达到了设计目标。最近，喷射器测试设施被拆卸，整个加速器的所有组件都已通过海运从中国运往乌克兰。KIPT的整机安装将于2013年6月开始。介绍了该装置的建设过程、注入器梁和关键硬件的设计和测试结果。
2013-08-26 physics.acc-ph
A High Current Proton Linac with 352 MHz SC Cavities
本文提出了一种采用超导β梯度、CERN型、四腔、352 MHz的10-120 mA质子直线加速器的方案。机器的高能量部分（100 MeV-1 GeV）被分成三个β梯度部分，并通过周期性双合线阵列提供横向聚焦。所有参数，如耦合器中的功率和腔中的加速场，都在操作机器中实现的现有技术范围内。建议在30 mA束流操作的第一阶段，而升级的机器，以120 mA的操作，可以获得增加的速调管和耦合器的数量每个腔。额外的耦合器端口（最多四个）将集成在腔体设计中。初步计算表明，考虑到352 MHz结构的宽孔径，束流传输是可行的。对于超导高能段（100 MeV-1 GeV），120 mA扩展的资本成本小于100 M $ at 10 mA, reaching up to 280 M$。建议的机器的高效率，达到50%，在15毫安，使其成为一个很好的候选人，拟议的核废物焚烧设施和能量放大器的研究。
1996-09-14 acc-phys physics.acc-ph
Time-drift Aware RF Optimization with Machine Learning Techniques
本文研究利用机器学习算法实现费米实验室直线加速器的自动化射频调谐，通过时间漂移感知建模同时优化输出能量并校正相位振荡，以应对环境变化引起的腔体频率漂移和离子源波动。
2023-07-10 physics.acc-ph
Conceptual design of electron beam diagnostics for high brightness plasma accelerator
基于X-能带结构和等离子体加速器级的高亮度直线加速器诊断的设计研究已经在EuPRAXIA@ Escherichia_LAB项目的框架内交付。在本文中，我们提出了一个概念设计的诊断，使用最先进的系统和新的和正在开发的设备。Single Shot测量对于等离子体加速束是优选的，包括发射度，而分别要求$μ$ m级和fs级束尺寸和束团长度。将驱动脉冲（激光或光束）与见证加速聚束分离的需要对诊断施加了附加约束。我们计划在等离子体助推器的末端使用电子感应加速器辐射测量发射度，而其他单次发射方法必须在实施之前得到证明。纵向测量，在任何情况下都不是微不足道的fs级聚束长度，似乎已经有更广泛的可能性。
2018-02-14 physics.acc-ph
Beam Operation for Particle Physics and Photon Science with Pulse-to-Pulse Modulation at KEK injector LINAC
本研究介绍了KEK注入器直线加速器采用50Hz脉冲间调制与基于事件的控制系统，为SuperKEKB对撞机及两台光子科学光源提供多特性束流的运行方案，梳理了该方案15年来的改进、系统耦合下的修改难点及跨领域需求协调经验。
2023-12-05 physics.acc-ph
Parameters for a 30 GeV Undulator Test Facility in the FFTB/LCLS
的参数为30 GeV的测试光束概述使用的FFTB隧道中的LCLS最终将被安置在一个波荡器。有人建议使用SLAC直线加速器和阻尼环在其目前的操作模式PEP II注入，其中30 GeV的光束也提供了10赫兹的FFTB。在直线加速器中增加第二束团压缩器可以获得高峰值电流。为了使束流压缩器中的同步辐射引起的发射度增长最小化，有必要将新的束流压缩器定位在线性加速器的低能端，就在阻尼环之后。束流压缩器是LCLS弯道式束流压缩器的复制品。这种测试光束将为测试LCLS波荡器部分提供令人兴奋的可能性，并提供独特的高亮度非相干X射线源，并开始开发LCLS实验站。该设施还将作为一个急需的加速器测试台，用于生产，诊断和调整非常短的束流，为LCLS在光注入器调试后做准备。
2001-04-14 physics.acc-ph
Electron Bunch Train Excited Higher-Order Modes in a Superconducting RF Cavity
基于高阶模（HOM）的腔内束流诊断方法在超导射频（SRF）加速器中得到了有效和方便的应用。我们最近的研究表明，束团训练激发HOM谱中的束谐波，其具有比本征HOM峰高得多的信噪比，也可以用于束诊断。本文介绍了我们在北京大学直流同步辐射场（DC-SRF）光注入器和同步辐射场（SRF）直线加速器上进行的关于束团训练激发高阶矩的理论模型和实验研究。
2016-08-12 physics.acc-ph
