Investigation of beam Transverse coupling in CSRm

在环形加速器中，横向耦合表现为粒子在径向和轴向两方向振荡间的能量交换。耦合效应会对束流品质产生一系列的弊端影响，所以束流耦合的研究成为加速器研究中的一个必要的课题。 本论文首先对兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）的结构作了简单说明，交代了电子冷却装置的位置及组成，说明了螺线管场在装置中的作用及其耦合效应，继而提出研究横向耦合对HIRFL-CSR主环的重要性和必要性。 接着本论文对横向耦合运动的基础理论作了推导和描述，提出以传输矩阵研究束流相空间运动的方法，分析了横向耦合对束流发射度的影响及横向耦合的匹配条件，并详细分析了束流的径向和轴向耦合振荡在和、差共振时的稳定性情况。 最后，根据储存环主环（CSRm）的实际情况，模拟计算了CSRm中多种耦合源在不同工作点时的束流稳定情况，比较了磁铁的纵向角安装误差与螺线管场对束流耦合效应的大小；并且模拟了冷却段螺线管场对束流发射度和动力学孔径的横向耦合效应，通过模拟提出了合适的耦合补偿方案，这样以减少由于耦合造成的束流损失在环形加速器中，横向耦合表现为粒子在径向和轴向两方向振荡间的能量交换。耦合效应会对束流品质产生一系列的弊端影响，所以束流耦合的研究成为加速器研究中的一个必要的课题。 本论文首先对兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）的结构作了简单说明，交代了电子冷却装置的位置及组成，说明了螺线管场在装置中的作用及其耦合效应，继而提出研究横向耦合对HIRFL-CSR主环的重要性和必要性。 接着本论文对横向耦合运动的基础理论作了推导和描述，提出以传输矩阵研究束流相空间运动的方法，分析了横向耦合对束流发射度的影响及横向耦合的匹配条件，并详细分析了束流的径向和轴向耦合振荡在和、差共振时的稳定性情况。 最后，根据储存环主环（CSRm）的实际情况，模拟计算了CSRm中多种耦合源在不同工作点时的束流稳定情况，比较了磁铁的纵向角安装误差与螺线管场对束流耦合效应的大小；并且模拟了冷却段螺线管场对束流发射度和动力学孔径的横向耦合效应，通过模拟提出了合适的耦合补偿方案，这样以减少由于耦合造成的束流损