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激光电离碘甲烷中空间电荷对飞行时间质谱峰的影响研究

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质谱学报 2012年第3期33卷 149-154页

作者：曲丕丞赵无垛王卫国陈平崔华鹏花磊侯可勇张桂秋李海洋山东师范大学化学化工与材料科学学院山东济南250014 中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 中国科学院研究生院北京100039

利用飞行时间质谱(TOFMS)研究碘甲烷分子激光电离的过程中,发现I+离子峰的峰形随激光光强增大逐渐加宽,且CHq+(q=0～3)离子峰位置随光强增大而发生移动。激光功率密度从1.4×1010 W/cm2增加到5.2×1010 W/cm2时,I+离子峰的半高全宽W1/2... 详细信息

利用飞行时间质谱(TOFMS)研究碘甲烷分子激光电离的过程中,发现I+离子峰的峰形随激光光强增大逐渐加宽,且CHq+(q=0～3)离子峰位置随光强增大而发生移动。激光功率密度从1.4×1010 W/cm2增加到5.2×1010 W/cm2时,I+离子峰的半高全宽W1/2从113ns增加到426ns,同时CH3+离子的峰位置向前位移了52ns。通过对I+离子峰的半高全宽W1/2和CH3+离子峰位置与碘离子强度II+关系的分析,发现I+离子峰的半高全宽W1/2正比于II+0.5,而CHq+(q=0～3)的峰位移与碘离子的强度II+成正比。激光焦点处离子间的库仑排斥作用随着离子强度的增大而增大,由于这种空间电荷效应造成的库仑势能的增加对离子的初始平动能有一定影响,并导致离子到达检测器的时间发生改变,因而半高全宽的增大和离子峰位移随离子强度的变化规律,可以用空间电荷效应来解释。

关键词：空间电荷效应激光电离飞行时间质谱碘甲烷峰加宽峰位移

利用模拟方法研究RFQ加速器中正、负离子束同时加速的动力学问题

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高能物理与核物理 2004年第6期28卷 659-663页

作者：邢庆子林郁正傅世年方守贤清华大学工程物理系北京100084 中国科学院高能物理研究所北京100039

在以时间为自变量的PARMTEQ程序的基础上 ,添加了另一带相反电荷的束流进行动力学计算 ,同时考虑了正、负离子束加速的空间电荷效应和束团间的作用 .并针对特定结构参数的RFQ加速器 ,给出了双束加速的动力学模拟过程和结果 .模拟计算的... 详细信息

在以时间为自变量的PARMTEQ程序的基础上 ,添加了另一带相反电荷的束流进行动力学计算 ,同时考虑了正、负离子束加速的空间电荷效应和束团间的作用 .并针对特定结构参数的RFQ加速器 ,给出了双束加速的动力学模拟过程和结果 .模拟计算的目的在于研究正、负离子束在RFQ加速结构中同时加速所引起的动力学问题 .结果表明 ,正、负离子束同时加速有助于克服径向空间电荷效应 ,但在流强较大时 ,双束加速时 ,将会在纵向出现明显的异性电荷之间的“捕捉”(trap)现象 ,从而导致纵向粒子损失数目的增加 .因此 ,为实现双束加速 ,必须专门重新设计RFQ加速器 ,使其传输效率高于单束。

关键词： RFQ加速器洁净核能空间电荷效应双束加速 PARMTEQ程序结构参数

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聚焦离子束(FIB)中的离子光学问题

电子显微学报 2002年第4期21卷 411-415页

作者：陈文雄徐军张解东北京大学物理学院电镜室北京100871 北京大学资金管理部北京100871

本文简要讨论了聚焦离子束中的离子光学问题 ,包括液态金属离子源的发射机制和发射特性 ,如虚源、角电流强度、能量分散、伏安特性、束流起伏、聚焦限制、离子束中的化学成分及源的寿命。讨论了离子光学柱体的组成与特征 ,束流一束径关... 详细信息

本文简要讨论了聚焦离子束中的离子光学问题 ,包括液态金属离子源的发射机制和发射特性 ,如虚源、角电流强度、能量分散、伏安特性、束流起伏、聚焦限制、离子束中的化学成分及源的寿命。讨论了离子光学柱体的组成与特征 ,束流一束径关系 ,束中电流密度分布 ,以及空间电荷效应等。

关键词：离子光学聚焦离子束 FIB 液态金属离子源 LMIS 静电透镜空间电荷效应发射机制

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电子束在α-磁铁模型中传输模拟与优化

原子核物理评论 2019年第3期36卷 329-335页

作者：朱云亮曹树春袁平张京京申晓康张子民中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学核科学与技术学院北京100049

在电子直线加速器设计中,α-磁铁通常被用来压缩脉冲长度,采用热阴极微波电子枪和α-磁铁相结合的设计,可以获得皮秒或亚皮秒量级脉冲长度的电子束。电子束在α-磁铁中的传输过程较为复杂,相关文献介绍的研究成果均是基于理想模型,且有... 详细信息

在电子直线加速器设计中,α-磁铁通常被用来压缩脉冲长度,采用热阴极微波电子枪和α-磁铁相结合的设计,可以获得皮秒或亚皮秒量级脉冲长度的电子束。电子束在α-磁铁中的传输过程较为复杂,相关文献介绍的研究成果均是基于理想模型,且有镜板开孔的α-磁铁的束流传输研究,对α-磁铁的使用具有重要的指导作用。本文首先简单介绍了用于高能电子成像装置的α-磁铁模型的设计,对电子束在理想模型与α-磁铁模型中传输模拟结果进行对比分析,验证了所构建模型可以有效地实现脉冲纵向压缩的结论。此外,对以优化角度进入α-磁铁和在空间电荷效应影响下的单束团及多束团束流动力学模拟结果进行了讨论,提出通过减小入射角度来补偿α-磁铁与电子枪之间增加四极磁铁组,优化了束流发射度和束团尺寸。

关键词： α-磁铁束流动力学发射度增长空间电荷效应传输优化

强流脉冲束在静电加速管中传输研究及模拟计算

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原子核物理评论 2012年第4期29卷 358-363页

作者：李超龙石海泉吕建钦华东交通大学基础科学学院江西南昌330013 北京大学核物理与核技术国家重点实验室北京100871

为了研究强流脉冲束流在静电加速管中的传输,采用矩阵法分析了非强流脉冲束流与强流脉冲束流在静电加速管中的传输矩阵,编写了束流在静电加速管等元件中传输的计算程序ACCT。用优化方法实现给定的光学条件,用迭代方法计算强流脉冲束流... 详细信息

为了研究强流脉冲束流在静电加速管中的传输,采用矩阵法分析了非强流脉冲束流与强流脉冲束流在静电加速管中的传输矩阵,编写了束流在静电加速管等元件中传输的计算程序ACCT。用优化方法实现给定的光学条件,用迭代方法计算强流脉冲束流的空间电荷效应对束流传输的影响以获得自洽解。在不同束流流强条件下,利用ACCT、TRACE-3D和TRANSPORT等程序进行了模拟计算,并对模拟结果进行了比较分析。模拟结果表明,提高加速电压比,可以增强静电加速管的聚焦能力、减少束流损失和提高传输效率。

关键词：强流脉冲束静电加速管空间电荷效应迭代方法模拟计算

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低能强流质子束空间电荷补偿度研究（英文）

原子核物理评论 2016年第1期33卷 36-40页

作者：谭彪武启杨尧孙良亭张雪珍赵红卫中国科学技术大学核科学技术学院合肥230027 中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学北京100049

对于低能强流离子束来说,空间电荷效应的存在将导致束流发散、发射度增加等一系列问题,从而降低束流品质。幸运的是,当束流由离子源引出通过低能传输线时会与其中的剩余气体发生电离反应,产生二次电子与二次离子;二次电子在束流自身产... 详细信息

对于低能强流离子束来说,空间电荷效应的存在将导致束流发散、发射度增加等一系列问题,从而降低束流品质。幸运的是,当束流由离子源引出通过低能传输线时会与其中的剩余气体发生电离反应,产生二次电子与二次离子;二次电子在束流自身产生的电场作用下,在束流中积累并中和部分空间电荷,达到抑制空间电荷效应的效果。为了测量空间电荷中和程度,中国科学院近代物理研究所研制了一台三栅网式能量分析仪用以测量电离过程中产生的二次离子能量来间接计算空间电荷中和度。实验结果表明,对于40 ke V,18.5 m A的质子束,真空度为1.5×10-3Pa时得到最佳补偿度;真空度一定的情况下,空间电荷补偿度随束流流强增加而变大。

关键词：空间电荷效应空间电荷补偿度三栅网式能量分析仪

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光阴极RF腔注入器束流发射度研究

强激光与粒子束 2003年第3期15卷 297-300页

作者：肖效光胡克松李正红黎明中国工程物理研究院应用电子学研究所

　分析了光阴极RF腔注入器中的RF场效应和空间电荷效应,给出了电子在加速腔中束流发射度的解析表达式,它说明在加速过程中束流发射度是振荡变化的。利用SUPERFISH和GPT程序模拟计算了光阴极1+1/2腔注入器输出束流发射度与加速场强、注... 详细信息

　分析了光阴极RF腔注入器中的RF场效应和空间电荷效应,给出了电子在加速腔中束流发射度的解析表达式,它说明在加速过程中束流发射度是振荡变化的。利用SUPERFISH和GPT程序模拟计算了光阴极1+1/2腔注入器输出束流发射度与加速场强、注入相位、束团大小和形状、束团电荷的关系。适当选择这些条件,可以获得横向发射度小于2πmm·mrad的输出束流。

关键词：光阴极RF腔注入器束流发射度 RF场效应空间电荷效应加速器

TOPOPIC对强流束流在周期FODO结构中的传输研究

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原子核物理评论 2015年第2期32卷 191-195页

作者：李超张智磊齐新何源杨磊中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学北京100049

粒子云网格(Particle In cell,PIC)方法是研究带电粒子在加速器中运动的关键工具之一。基于PIC算法,开发了模拟强流条件下的束流动力学模拟程序TOPOPIC(Trace of Particle Orbit with PIC method),并且利用TOPOPIC,研究了束流在四极铁... 详细信息

粒子云网格(Particle In cell,PIC)方法是研究带电粒子在加速器中运动的关键工具之一。基于PIC算法,开发了模拟强流条件下的束流动力学模拟程序TOPOPIC(Trace of Particle Orbit with PIC method),并且利用TOPOPIC,研究了束流在四极铁周期结构(FODO)中的传输问题。结果表明,在强流条件下空间电荷效应显著地影响了束流的整体行为和单粒子的运动轨迹。最后比较了TOPOPIC程序和通用的BEAMPATH程序在相同条件下的计算结果,可以看到两个程序给出的模拟结果吻合得非常好,这表明TOPOPIC程序的计算结果是合理、可靠的。

关键词：粒子云网络算法周期结构空间电荷效应束流动力学

提高ZrO_2-Y_2O_3(YSZ)材料离子电导率的研究进展

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热加工工艺 2016年第2期45卷 18-22,27页

作者：苗子羽孔明庄蕾刘肖肖朱延俊林作亮孟彬昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093

结合氧离子导体电解质材料的研究进展,简述了YSZ材料的性能、特点及应用,介绍了YSZ材料的研究现状,综述了影响YSZ离子电导率的因素以及提高YSZ离子电导率的方法。

关键词： YSZ 离子电导率空间电荷效应电导率提升