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第1章　引言1

1.1 加速器概述1

1.2 直线感应电子加速器发展简介2

1.3 直线感应电子加速器原理与基本组成6

参考文献12

第2章　电子注入器15

2.1 注入器概述15

2.1.1 注入器的组成17

2.1.2 注入器的工作原理23

2.1.3 注入器的主要参数24

2.2 注入器中的物理现象24

2.2.1 阴极发射电流的限制24

2.2.2 空间电荷效应24

2.2.3 电子束在管道中漂移时的能散27

2.2.4 漂移管中空间电荷限制流28

2.3.1 数值模拟29

2.3 注入器的数值模拟和实验研究29

2.3.2 实验研究31

2.4 注入器设计33

2.4.1 有箔二极管34

2.4.2 皮尔斯二极管36

2.4.3 无箔二极管36

2.4.4 注入器的磁场分布设计40

2.5 注入器阴极材料42

2.5.1 冷阴极材料43

2.5.2 热阴极材料46

参考文献55

第3章　直线感应加速器感应腔58

3.1 感应腔的工作原理58

3.1.1 变压器模型59

3.1.2 传输线模型59

3.2 直线感应加速器感应腔的基本结构62

3.2.1 变压器型感应腔62

3.2.2 传输线型感应腔63

3.3 直线感应腔物理设计76

3.3.1 感应腔的主要性能指标77

3.3.2 直线感应加速腔高压设计79

3.3.3 加速腔的横向耦合阻抗设计100

3.4 常用磁性材料123

3.5 无磁芯加速腔和介质壁加速腔129

3.5.1 无磁芯直线感应加速腔129

3.5.2 介质壁加速腔135

参考文献137

第4章　直线感应加速器脉冲功率技术145

4.1 脉冲功率技术基础145

4.1.1 概述145

4.1.2 开关技术145

4.1.3 初级储能技术152

4.1.4 脉冲形成线161

4.1.5 Marx发生器对Blumlein脉冲形成线的充电电压波形及充电电压效率174

4.2.1 国外典型的直线感应加速器脉冲功率系统178

4.2 直线感应加速器脉冲功率系统178

4.2.2 “神龙一号”加速器脉冲功率系统182

4.3 多路高压脉冲同步控制及其对加速器性能的影响183

4.3.1 单个高压脉冲的产生及影响183

4.3.2 脉冲功率系统同步性能的影响及模拟研究185

参考文献193

5.1 强流电子束动力学基础194

5.1.1 电子在电磁场中的运动194

第5章　强流电子束的传输与聚焦194

5.1.2 带电粒子束及其基本特征196

5.2 强流电子束的传输198

5.2.1 束流产生的场198

5.2.2 电子运动的轨迹方程200

5.2.3 电子在螺线管磁场中的传输201

5.2.4 电子在四极透镜场中的传输202

5.2.5 电子在交变极性磁场中的传输205

5.2.6 其它束流传输方法207

5.3.1 束质心螺旋模运动产生的机理208

5.2.7 各种传输系统传输效果的比较208

5.3 束质心螺旋模运动208

5.3.2 束质心螺旋模运动对束流运动的影响211

5.4 束流不稳定性215

5.4.1 束崩溃不稳定性215

5.4.2 横向阻性壁不稳定性219

5.4.3 镜像位移不稳定性221

5.4.4 束包络半径的振荡222

5.5.1 限制焦斑大小的主要因素223

5.5 强流电子束的聚焦223

5.5.2 束质心螺旋模运动对束焦斑的影响225

5.6 束的偏心和校正229

5.6.1 sin/cos线圈及其产生的场229

5.6.2 磁轴及束质心轴校正234

参考文献236

第6章　束传输线的磁元件设计237

6.1 概述237

6.2.1 主要设计要求238

6.2 螺线管线圈设计238

6.2.2 线圈绕组设计240

6.2.3 匀场环设计243

6.2.4 典型的低横向场分量螺线管线圈247

6.3 校正线圈设计248

6.3.1 线圈绕组设计和三维磁场计算249

6.3.2 设计范例250

6.4 螺线管磁透镜设计253

6.4.1 透镜磁场分布253

6.4.2 透镜聚焦特性256

6.4.3 透镜设计要点260

6.5　磁轴准直技术262

6.5.1 直线感应加速器的机械轴准直262

6.5.2 磁轴测量技术263

6.5.3　磁轴校正技术265

6.6.2 主要类型267

6.6.1 主要技术要求267

6.6 磁场激励电源267

参考文献269

第7章　直线感应加速器控制系统271

7.1 直线感应加速器控制系统的特点271

7.2 直线感应加速器控制系统的结构272

7.3 直线感应加速器的控制系统273

7.3.1 FXR加速器控制系统273

7.3.2 LIAXFU加速器控制系统276

7.3.3 “神龙一号”直线感应加速器控制系统279

7.4 加速器控制技术的现状与发展趋势283

参考文献286

第8章　直线感应加速器参数测试技术288

8.1 加速腔脉冲电压测量288

8.1.1 CVP高压脉冲探头测试原理288

8.1.2 加速腔电压叠加测试方法291

8.2.1 基本原理292

8.2 电阻环束流监测器292

8.2.2 电阻环束流强度和束流质心位置测试方法294

8.3 强流脉冲束时间分辨能谱测量297

8.3.1 电子束能谱测量原理298

8.3.2 强流脉冲电子束时间分辨能谱测量300

8.4 发射度测试技术303

8.4.1 用多孔板测量发射度的原理和方法303

8.4.2 用磁准直器法测量束的发射度308

8.4.3 用无磁场双孔准直法测量发射度310

8.4.4 修正三梯度方法测量发射度311

8.5 束剖面测量312

参考文献313

第9章　直线感应加速器应用315

9.1 直线感应加速器闪光X射线照相应用315

9.2 直线感应加速器自由电子激光应用317

9.3 直线感应加速器重离子聚变应用研究318

9.4 直线感应加速器高功率微波应用研究319

参考文献320