上海光源储存环束流集体效应的研究
束流集体效应是第三代同步辐射光源中的一个重要课题。上海光源(SSRF)是中国大陆正在建设的第一台中能(3.5GeV)第三代同步辐射光源，其各项指标都位居世界前列，包括稳定的高流强。稳定的高流强是提供稳定的、高通量的同步辐射光束的基础。为实现这个目标不但需要有一个高性能的磁聚焦结构(Lattice)，一个稳定的地基，精准的温差和电源控制、实时的轨道反馈系统等，更需要克服储存环内的各种束流集体效应。
束流集体效应是由束流自身引起的。从作用媒介分，可以分为三大类：最主要的一类是由束流激起的尾场引起的不稳定性，另一类是由真空管道内残余气体分子、离子、电子云等引起的不稳定性，最后一类是加速带电粒子自身相互作用起的不稳定性。
束流集体效应种类繁多，属于单束团效应的像有纵向微波不稳定性，头尾不稳定性，快头尾不稳定性(也叫横向模耦合不稳定性TMCI)，相干辐射不稳定性(CSR)等，多束团效应的有纵向、横向耦合不稳定性，离子俘获效应，快离子不稳定性等。还有像气体散射寿命，托歇克寿命等。
对于不同的机器，其侧重点是不同的。对于上海光源来讲，单束团效应中纵向微波不稳定性最为严重；多束团效应中阻抗壁引起的横向耦合不稳定性最为严重；对于寿命，托歇克寿命最为重要。
本文针对以上重点进行了比较深入的研究。对全环大部分部件进行了阻抗计算和优化，从窄带阻抗和宽带阻抗两个方着手控制阻抗，特别是尽量减小宽带阻抗，提高纵向微波不稳定性的阈值。同时对非均匀填充模式进行了研究，得到不稳定性的解析解，对这个结果进行了合理性解释，并说明其对耦合不稳定性有阻尼作用。在对阻抗壁不稳定性研究的基础上，完成了横向反馈(TFS)的物理设计，对横向反馈系统进行了模拟计算，给出横向反馈系统的反馈效率，对噪声的阻尼效果以及滤波器选择方法等。本文还对于上海光源托歇克寿命进行了模拟计算，分析了各种状态下的托歇克寿命，对影响托歇克寿命的几个重要方面给予说明。
本文工作重点在物理理论的研究，研究的内容紧密的结合了上海光源的工程实际。对上海光源设计、建设、运行有直接的应用价值。在研究过程运用了很多模拟计算的方法，其中有一些是自行开发的模拟程序，对上海光源加速器物理软件的建设做出了一些有益的工作。
- 作者：
- 姜伯承
- 学位授予单位：
- 中国科学院上海应用物理研究所
- 专业名称：
- 核技术及应用
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2007年
- 导师姓名：
- 赵振堂
- 中图分类号：
- TL594
- 关键词：
- 能量接受度；托歇克寿命；横向反馈；储存环；束流集体效应；同步辐射光源
-