束流接受度

束流接受度，指加速器束流管道能接受粒子的程度。通常用相空間的大小來度量。

相空間，描述動態系統狀態運動的抽象空間。其各個坐標分別代表系統各狀態變數。質點一維運動的狀態可以用它的位置x和它的速度x'兩個變數來描述，此時相空間(x，x')是二維的，可稱為相平面。同理一般具n個質點的系統，其相空間為2n維。

對單擺等往復周期運動的系統，其相空間亦可為圓柱面、錐環面等。

基本介紹

• 中文名：束流接受度
• 外文名：beam acceptability
• 含義：加速器接受粒子的程度
• 度量方式：相空間的大小
• 類別：能源工程術語

定義

所謂接受度是指加速器能接受粒子的程度，它是用相空間大小來度量的。只要粒子的坐標(y,y')處在接受度內，則該粒子被加速器所接受，或者說被容納，否則粒子將被丟失。

影響因素

根據相橢圓方程

式中α、β、γ是Twiss參數。

在(y,y’)平面內作出相圖，如圖1所示。從方程可知，若常數A已知，則橢圓面積被確定。

圖1 相橢圓示意圖

從圖1得到相橢圓面積S為：

得到：

或

帶入得：

假定真空室尺寸為R（半寬度），顯然要求y_max≤R，否則帶電粒子會因碰壁而丟失。於是

由

得到

這時，相橢圓方程可化為

則

這個歸一化相橢圓面積被定義為加速器的接受度。

這時

為其軌道方程的邊界值。粒子的運動在徑向方向的最大位移為R。

相橢圓上各點參數如圖2所示。

圖2 相橢圓上各點參數

接受相圖

對於給定的加速結構，由於結構對束流的幾何限制，在入口處存在一個相空間區域，只有分布在該區域內的束流才能通過該加速結構。這一區域被稱為接受相圖。