加速器理論

內(nèi)容概要

本書在第1版基礎(chǔ)上做了較多的修改和補(bǔ)充，由原來的10章增加到13章，包括原有的帶電粒子在電磁場中運(yùn)動的基本規(guī)律以及在二維和三維磁場中運(yùn)動的穩(wěn)定條件，各種非理想場對粒子運(yùn)動的影響，線性與非線性共振，高能帶電粒子的輻射損失對運(yùn)動產(chǎn)生的影響以及束流穩(wěn)定等問題。新增加的三章內(nèi)容涉及直線加速器的粒子動力學(xué)、強(qiáng)流加速器與束流發(fā)射度的理論問題，目的是滿足我國研制和發(fā)展這兩種裝置的需要。本書可作為核物理專業(yè)本科或研究生教材，也可供從事加速器設(shè)計(jì)和研究的人員參考。

書籍目錄

第1章  圓形加速器中帶電粒子的運(yùn)動方程與橫向運(yùn)動  1．1  帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動    1．2  帶電粒子在磁場中的運(yùn)動    1．2．1  帶電粒子在均勻磁場中的運(yùn)動    1．2．2  帶電粒子在均勻磁場中運(yùn)動的穩(wěn)定性    1．2．3  帶電粒子在徑向不均勻磁場中的運(yùn)動    1．2．4  帶電粒子在徑向不均勻磁場中運(yùn)動的穩(wěn)定性    1．2．5  帶電粒子在三維磁場中的運(yùn)動    1．3  帶電粒子在電磁場中的加速運(yùn)動  1．4  平衡運(yùn)動    1．4．1  恒定磁場共振加速(穩(wěn)相加速器)    1．4．2  恒定軌道共振加速(同步加速器)    1．4．3  恒定電場頻率的加速方法(等時性回旋)    1．4．4  感應(yīng)場加速的平衡運(yùn)動  1．5  自由振蕩(快振蕩)    1．5．1  參數(shù)不變時的自由振蕩    1．5．2  考慮參數(shù)慢變化時的自由振蕩    參考文獻(xiàn)      習(xí)題與思考題第2章  圓形加速器中帶電粒子的縱向運(yùn)動  2．1  感應(yīng)加速器中電子軌道的收縮    2．2  圓形軌道加速器中的相振蕩    2．2．1  相振蕩方程    2．2．2  相振蕩穩(wěn)定條件    2．2．3  相振蕩的周期與幅度    2．2．4  相振蕩引起粒子軌道和能量分散性的變化  2．3  粒子在普通回旋力口速器中的相運(yùn)動    2．3．1  回旋加速器中心區(qū)粒子的聚相過程    2．3．2  粒子在普通回旋加速器中的相移和最大能量  2．4  等時性回旋加速器中的相運(yùn)動    2．4．1  中心區(qū)滑相    2．4．2  平均磁場分布誤差與加速電壓頻率誤差所引起的相移  2．5  分離軌道等時性回旋力口速器中的相運(yùn)動    參考文獻(xiàn)    習(xí)題與思考題第3章  粒子在理想周期場中的運(yùn)動  3．1  用矩陣法研究粒子橫向運(yùn)動的穩(wěn)定性      3．1．1  周期場中粒子的橫向運(yùn)動方程    3．1．2  橫向運(yùn)動的穩(wěn)定性判據(jù)    3．1．3  FODO結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性  3．2  粒子在周期場中的自由振蕩    3．2．1  Hill方程及其解    3．2．2  發(fā)射度和接受度    3．2．3  動量色散  3．3  粒子在周期場中的相振蕩    3．3．1  相運(yùn)動方程    3．3．2  小角度振蕩    3．3．3  大角度振蕩    參考文獻(xiàn)    習(xí)題與思考題第4章  加速器中粒子運(yùn)動的共振  4．1  幾種常見的共振形式    4．1. 1  非理想場對粒子運(yùn)動的影響    4．1．2  強(qiáng)迫振蕩    4．1．3  普通共振    4．1．4  參數(shù)共振    4．1．5  線性耦合共振  4．2  高次項(xiàng)與非線性共振-    4．2．1  高次項(xiàng)對粒子運(yùn)動的影響    4．2．2  一維非線性共振    4．2．3  橫向非線性耦合共振    4．2．4  n＝0．2的橫向非線性耦合共振  4．3  用Bog01yubov法求解非線性方程    4．3．1  Bogolyubov逐次漸進(jìn)法      4．3．2  用逐次漸進(jìn)法解半整數(shù)共振方程    4．3．3  共振線寬度  4．4  相振蕩中的共振    4．4．1  外力作用下的相振蕩方程    4．4．2  相振蕩中的強(qiáng)迫振蕩和共振    參考文獻(xiàn)    習(xí)題與思考題第5章  周期場中非理想場與非線性共振  5．1  多極子場    5．2  磁場偏差引起束流軌道的畸變與校正    5．3  磁場梯度誤差效應(yīng)  5．4  色品   5．5  非線性共振    5．5．1  弗洛克變換    5．5．2  諧波分析    5．5．3  耦合共振    5．5．4  三階共振  5．6  動力學(xué)孔徑    參考文獻(xiàn)    習(xí)題與思考題第6章  用哈密頓法研究粒子的運(yùn)動  6．1  拉格朗日與哈密頓表示式    6．1．1  拉格朗日與哈密頓表示式    6．1．2  正則變換  6．2  線性運(yùn)動    6．2．1  線性振蕩      6．2．2  單擺  6．3  用哈密頓法研究非線性運(yùn)動    6．3．1  曲線坐標(biāo)系中的哈密頓方程    6．3．2  1/3倍數(shù)共振    參考文獻(xiàn)    習(xí)題與思考題第7章  同步輻射及其平均損失對粒子運(yùn)動的影響  7．1  同步輻射    7．1．1  同步輻射的平均能量損失    7．1．2  同步輻射光的性質(zhì)  7．2  能量振蕩阻尼    7．2．1  考慮輻射損失時電子的能量振蕩方程    7．2．2  能量振蕩阻尼系數(shù)    7．2．3  9函數(shù)    7．3  自由振蕩阻尼    7．3．1  垂直方向的自由振蕩阻尼    7．3．2  徑向自由振蕩的輻射阻尼    7．4  輻射阻尼的時間常數(shù)與衰減分配數(shù)  7．5  扭擺磁鐵與波蕩器    7．5．1  插入件的特征參數(shù)K    7．5．2  插入件中同步輻射光的特性    7．5．3  插入件磁場對粒子運(yùn)動的影響    參考文獻(xiàn)    習(xí)題與思考題第8章  量子輻射損失對粒子運(yùn)動的影響  8．1  量子輻射引起的電子能量振蕩    8．1．1  能量振蕩     8．1．2  束團(tuán)長度    8．2  量子輻射引起的電子自由振蕩    8．2．1  束團(tuán)寬度      8．2．2  束團(tuán)高度      8．2．3  耦合作用下的束團(tuán)橫向尺寸      參考文獻(xiàn)    習(xí)題與思考題第9章束流壽命  9．1  束流量子壽命    9．1．1  橫向振蕩量子的壽命    9．1．2  縱向振蕩量子的壽命  9．2  束流散射壽命    9．2．1  庫侖散射壽命    9．2．2  軔致輻射損失    9．2．3  電子與剩余氣體原子的殼層電子之間的彈性散射    9．2．4  電子與剩余氣體原子的殼層電子之間的非彈性散射    9．2．5  電子與剩余氣體的散射總壽命    9．2．6  束流散射壽命的修正公式  9．3  Touschek壽命    9．3．1  Touschek效應(yīng)    9．3．2  Touschek壽命    9．3．3  Touschek多重散射  9．4  離子捕獲損失    參考文獻(xiàn)    習(xí)題與思考題第10章  束流集體不穩(wěn)定性  10．1  尾場與阻抗    10．1．1  尾場函數(shù)    10．1．2  阻抗    10．1. 3  加速器中常見的阻抗    10．1．4  寄生損失  10．2  宏粒子模型下的集體不穩(wěn)定性    10．2．1  直線加速器中的束流崩潰效應(yīng)    10．2．2  強(qiáng)頭尾不穩(wěn)定性    10．2．3  頭尾不穩(wěn)定性    10．2．4  縱向Robinson不穩(wěn)定性  10．3  應(yīng)用Vlasov方程的擾動分析法    10．3．I  Vlasov方程      10．3．2  勢阱擾動    10．3．3  線性化Vlasov方程  10．4  多束團(tuán)不穩(wěn)定性  10．5  朗道阻尼      參考文獻(xiàn)    習(xí)題與思考題第11章  帶電粒子在射頻直線加速器中的運(yùn)動  11．1  概述    11．1．1  射頻直線加速器+    11．1．2  射頻直線加速器電磁場分布的一般表達(dá)式    11．1．3  同步加速條件  11. 2  直線加速器中的縱向運(yùn)動    11．2．1  直線加速器中電子的縱向運(yùn)動    11. 2．2  電子在行波電子直線力Ⅱ速器中的縱向運(yùn)動    11．2．3  電子在駐波電子直線加速器中的縱向運(yùn)動    11．2．4  粒子在漂移管型直線加速器中的縱向運(yùn)動  11．3  直線加速器中的橫向運(yùn)動    11．3．1  直線加速器中電子的橫向運(yùn)動    11．3．2  電子在行波電子直線加速器中的橫向運(yùn)動    11．3．3  電子在駐波電子直線加速器中的橫向運(yùn)動    11．3．4  電子在直線加速器中縱向與橫向運(yùn)動的耦合    11．3．5  漂移管型質(zhì)子

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