基于激光康普顿散射的电子束参数测量方法

加速器电子束参数的无损间接测量是一个难题,储存环上传统的X射线针孔成像(X-ray Pinhole Imaging)方法和直线加速器上的狭缝衍射法(Optical Diffraction Radiation,ODR)都存在不足之处。激光康普顿散射(Laser Compton Scattering,LCS)装置是利用相对论电子与低能光子相互碰撞产生高能γ束的新光源。本文提出了一种基于激光康普顿散射光源测量能谱提取电子束参数的方法,该研究旨在通过自主开发的基于Geant4的蒙特卡罗程序模拟重建出与实验测量能谱符合一致的模拟谱,从而获得电子束参数,包括水平方向束斑尺寸、电子能量和发射度。在对上海同步辐射装置(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,SSRF)的激光γ光束线站(Shanghai Laser Electron Gamma Source,SLEGS)上的多碰撞角度γ测量能谱做了一致性的验证,结果表明:提取的上海光源储存环电子束参数与理论值符合得较好。这证明了激光康普顿散射是一个有效的电子束参数无损间接测量方法,为后续其他电子束的提取奠定基础。

基于蒙特卡罗方法的XHA600D医用电子直线加速器的入射电子束参数研究

使用蒙特卡罗方法研究入射电子束参数对XHA600D医用电子直线加速器产生的剂量分布的影响,并确定优化的入射电子束参数。根据厂商提供的XHA600D加速器治疗头的几何、材料参数,使用蒙特卡罗程序EGSnrc对不同的入射电子束参数进行模拟并记录其在水模体中产生的剂量分布,将模拟结果与测量结果进行比较。模拟的入射电子束参数包括平均能量、径向强度分布、角度展宽和能量展宽;实验测量数据包括4 cm×4 cm、10 cm×10 cm、30 cm×30 cm射野条件下的百分深度剂量与离轴剂量。结果表明当入射电子束的平均能量为6 MeV、径向强度的半高宽(Full Width at Half Maximum,FWHM)为0.25 cm、角度展宽为0.15°时,模拟结果和测量结果吻合非常好。这些参数可以作为建立适用于XHA600D加速器的TPS(Treatment Planning System)剂量计算模型的基础参数。

6061铝合金电子束焊接参数及接头力学性能分析

为了研究真空电子束焊接参数对6061铝合金焊接力学性能的影响,采用THDW-6真空电子束焊机对6061铝合金试样进行焊接试验研究,确定了焊接参数并对力学性能进行分析。结果表明,采用工作距离110 mn、工作电压70 kV、电子束流40 mA、聚焦电流638 mA、焊接速度540 mm/min,可以获得良好的焊缝形貌和力学性能,抗拉强度为母材的90%。电子束流增大,焊缝变深稍变宽;聚焦电流增大,焊缝先变深变窄后变浅略变宽;焊接速度增大,焊缝逐渐变窄变浅。在最优工艺参数下,焊接接头的力学性能高,宏观形貌良好。

影响X光源特性的参数研究

针对高能电子束撞击重金属靶产生轫致辐射光子,利用蒙特卡罗方法详细研究了电子束半径与发射度以及靶的厚度对X光源特性的影响 结果表明:电子束半径与发射度不仅是影响照射量的主要因素,也是造成照射量分布不均匀的主要原因;给定电子束,存在一个靶厚度使得靶前1m处的照射量最大 因此,在X射线成像系统的设计和模拟过程中,应综合考虑电子束半径与发射度和靶厚的影响.

砷化镓光阴极直流高压注入器研究进展

主要介绍自由电子激光相干强太赫兹源(FEL-THz)装置上的砷化镓光阴极直流高压注入器的研究进展,并讨论其驱动未来高重复频率短波长自由电子激光器的差距。通过综合砷化镓阴极寿命的三大影响因素,提出了其工作寿命的定性物理模型;通过该模型对阴极和注入器进行优化,在直流高压电子枪上得到了5mA,32min的连续稳定输出;测量了电子束在4.8mA下归一化发射度约为4.0πmm·mrad,阴极热发射度约为0.6πmm·mrad,电子束本征横向能量约为92meV,250keV电子束在距离阴极90.6cm处纵向均方根长度约为11.5ps。这一束流状态已经基本满足FEL-THz需求。

基于第三方软件建立射波刀蒙特卡罗模型的研究

目的:利用蒙特卡罗方法模拟射波刀的射线输运过程,并与实际测量结果相比较,验证所建模型的准确性。方法:应用BEAMnrc与DOSXYZnrc程序,建立射波刀物理结构模型,包括12个不同尺寸的准直器系统,通过调整电子束流的平均能量、强度分布半高宽参数,得到水模体中剂量场分布的百分深度剂量、离轴比、输出因子、射线质以及修正因子等数据,并与实际测量数据对比,从而确定所模拟模型中电子束流参数。结果:射线束流百分深度剂量数据对比中超过90%的点误差<2%;离轴比数据中超过90%的点误差<2%;射野输出因子在准直器尺寸≥20 mm时基本重合,但是在准直器尺寸≤15 mm时存在一定误差;射线质的值为0.639,与测量结果0.635相近,最终确定了电子束流平均能量为6.9 Me V,强度分布半高宽为0.4 cm。结论:所建立的蒙特卡罗模型能够准确地模拟射波刀射线输运过程,为后续研究奠定了基础。

Nonlinear Structures in an Ion-Beam Plasmas Including Dust Impurities with Nonthermal Nonextensive Electrons

The properties of dust ion acoustic waves are investigated in an unmagnetized multicomponent plasma system consisting of ion beam, charged positive and negative ions, electrons obeying nonthermal-Tsallis distribution and stationary negatively charged dust grains by the conventional Sagdeev pseudopotential method, through which the condition for existence of several nonlinear structures is analyzed theoretically. The dispersion relation for electrostatic waves is derived and analyzed and an expression of the energy integral equation is obtaJned. It is reported here that our plasma model supports solitions, double layers and supersoliton solutions for certain range of parameters. Finally, the effects of different physical plasma parameters on these nonlinear structures are studied numerically. The present theory should be helpful in understanding the salient features of the electrostatic waves in space and in laboratory plasmas where two distinct groups of ions and non-Maxwellian distributed electrons are present.