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发射度是反映加速器束流品质的重要物理参数,产生高亮度强流束是新一代加速器技术的一个重要发展方向,随着高平均功率自由电子激光,超高能超导直线加速器以及第四代光源的发展,束流发射度的精确测量显得日益重要。现有的测束方法往往与束流模型有关,而且精度较低,通常只有百分之几十,远不能满足相关需要。为了提高束流发射度的测量精度,曹泽新、施义晋提出利用医学上的断层扫描技术与参数可调的输运元件相结合,为束流的诊断和测量提供了一种与模型无关的新方法──CT法,CT(computerized tomography)是电子计算机断层扫描技术英文缩写。
为了使CT法更好的应用到束流发射度的实际测量中,本文在深入研究CT法测束流发射度的基础上,对该方法在实际应用中将要遇到的问题作了进一步的研究。以期对CT法测量束流发射度的实际应用提供理论依据和技术支持。
首先,通过模拟CT法测稳定束流发射度,验证了该技术可以取代其它方法来高精度地测量束流发射度;发掘了CT法测束流发射度的优点;提供了测量时的技术参考。
其次,模拟实际测量过程中存在的外加电流影响和X射线干扰,研究表明:在存在外加电流影响和X射线干扰的情况下,CT法测量束流发射度程序的运行速度不受影响,重建后的图像,轮廓清晰,图形不失真,发射度的测量精度高,能够满足测量需要,同时提出了去噪的参考方法。
第三,模拟四极透镜电流取值分布对CT法测束流发射度影响,模拟计算结果表明:电流取值均匀时,投影角度非常不均匀,导致重建效果很不理想;而角度的均匀取值可使束流发射度的测量效果最佳。提出测量时采用弧度定标,即先均匀选取角度φ,计算出均匀φ角对应的电流i值,然后再根据i值调节四极磁铁电流。该方法可以解决由于四极透镜电流均匀取值,导致投影角度不均匀,重建图像效果不理想的问题。模拟了CT法测束流发射度弧度定标全过程。弧度定标方法在提高测量精度的同时还减少测量次数,降低工作人员的工作量,对CT法测量束流发射度的实际应用有重要的意义。
在以上研究工作进行的同时,开发了CT法测束流发射度弧度定标程序,模拟了CT法测束流发射度全过程。