一种在线式电子束能量测量方法-强激光与粒子束.PDF

第 卷第 期 强 激 光 与 粒 子 束 ， ２８ ５ Ｖｏｌ．２８ Ｎｏ．５ 　 　 年 月 ， ２０１６ ５ ＨＩＧＨ ＰＯＷＥＲＬＡＳＥＲＡＮＤＰＡＲＴＩＣＬＥＢＥＡＭＳ Ｍａ ２０１６ 　 　 ｙ 一种在线式电子束能量测量方法 荆晓兵， 高 峰， 戴 曼， 王敏鸿， 王利鸣， 陈 楠 　 　 　 　 　 　 　 　 （中国工程物理研究院 流体物理研究所，脉冲功率科学与技术重点实验室，四川 绵阳 ６２１９００） 摘 要： 针对直线感应电子加速器中的束流特点，设计了一种在线式电子束能量测量方法。该方法使用 　　 　 　 分析磁铁和束位置探测器对电子束团切片平均能量进行测量，避免了束团取样带来的误差及测量过程对束流 的影响，可以实现电子能量的在线测量。使用该方法对某强流直线感应电子加速器的电子束团能量进行了测 量，获得了电子束团切片平均能量随时间变化的曲线，能量测量不确定度为 ０．１７７ＭｅＶ，能散度测量不确定度 为 ０．３９％。 关键词： 直线感应电子加速器； 束团切片平均能量； 分析磁铁； 束位置探测器 　　 　 　 　 　 中图分类号： 文献标志码： ： ／ ＴＬ５３ Ａ 犱狅犻１０．１１８８４ＨＰＬＰＢ２０１６２８．０５５１０４ 　　 　 　　　　 　 　　 粒子束能量和能散度是加速器的重要参数。一般情况下，粒子束团的能散度可以分解为两个主要组成部 　　 分：束团切片能散度，即某时刻束团切片上的粒子能量分散；切片平均能量分散，每个时刻束团切片上的粒子存 在一个平均能量或者称为中心能量，不同时刻粒子平均能量之间的分散性称作束团切片平均能量分散。在直 线感应电子加速器中，电子束团近似一个长圆柱体，电子运动方向为圆柱体轴线，束流脉宽一般为数十 ，束 ｎｓ 团长度为 ，而束团的截面直径多为几 。束团纵向尺寸远大于横向尺寸，电子束能散度主要表现为 １０ ３０ｍ ｃｍ ～ 不同时刻粒子平均能量之间的差异。直线感应加速器中的束团切片平均能量分散不仅能直接导致打靶束斑尺 ［ ］ ［ ］ １２ ３４ 寸的增大 ，还能引起被称为Ｃｏｒｋｓｃｒｅｗ运动的束团横向螺旋运动，进一步增大打靶束斑的积分尺寸 。所 以在加速器的调试与运行中，切片平均能量分散的测量与控制是极为重要的。目前，强流脉冲电子束能量、能 散度的测量方法通常有两种。一种是通过丝靶或箔靶将束团中的部分电子散射，然后使用偏转磁铁对散射电 子