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第1章 绪论1

1.1电子直线加速器的发展历史1

1.2电子直线加速器的应用4

1.2.1高能物理等基础研究4

1.2.2放射治疗、医疗设备杀菌等5

1.2.3工业领域的应用6

1.2.4食品辐照加工7

1.2.5其他应用15

参考文献16

第2章 电子直线加速器工作原理18

2.1何谓电子直线加速器18

2.2直线加速器工作原理19

参考文献25

第3章 微波技术基础26

3.1高频传输线的理论基础26

3.1.1传输线类型28

3.1.2电报方程29

3.1.3双线中波的传播31

3.1.4双线中波的反射33

3.1.5双线的输入阻抗35

3.2波导传输线基础理论37

3.2.1圆波导中的行波电磁场37

3.2.2方波导中的电磁场44

3.2.3波导中的临界波长52

3.2.4波导中的功率传输和功率损耗55

参考文献62

第4章 电子直线加速器中的电磁场63

4.1加速器中的行波电磁场63

4.1.1慢波加速结构——盘荷波导的提出63

4.1.2慢波加速结构——盘荷波导中的电磁场65

4.2驻波加速结构中的电磁场77

4.2.1谐振腔概念的提出77

4.2.2圆柱谐振腔的电磁场78

4.2.3圆柱谐振腔的谐振频率82

4.2.4驻波加速腔中电磁场的求解83

4.2.5驻波加速结构介绍87

4.3加速结构中的主要微波特性参数91

参考文献94

第5章 带电粒子在直线加速器中的运动96

5.1动力学运动方程96

5.1.1带电粒子运动的动力学微分方程96

5.1.2带电粒子运动轨道方程99

5.2电子在直线加速器中的纵向运动100

5.2.1聚束过程100

5.2.2纵向运动稳定性107

5.3电子在直线加速器中的横向运动112

5.3.1高能时带电粒子的横向运动113

5.3.2外加纵向聚焦磁场时带电粒子的横向运动114

5.3.3横向运动的束流包络线方程117

第6章 电子枪128

6.1电子束的产生128

6.1.1热电子发射128

6.1.2场致发射139

6.1.3光致电子发射142

6.1.4二次电子发射147

6.1.5铁电体电子发射158

6.2电子束的引出和成形160

6.3典型电子枪介绍168

参考文献177

第7章 电子直线加速器物理设计181

7.1设计参数概述181

7.2加速结构中的场与微波功率的关系186

7.2.1行波直线加速器中微波功率流方程186

7.2.2行波直线加速器中的束流负载效应188

7.2.3驻波直线加速器中的束流负载效应197

7.3聚束段设计199

7.3.1组合型聚束器的加速器物理设计200

7.3.2分离型聚束器的加速器物理设计206

7.4加速段设计228

7.5聚焦系统设计233

7.5.1低能段聚焦系统设计233

7.5.2高能段聚焦系统设计236

7.5.3 Hill方程的振幅-相位解的形式240

7.5.4聚焦元件的传输矩阵241

7.5.5聚焦系统设计实例242

7.6加速器各分系统设计要求247

参考文献255

第8章 电子直线加速器举例256

8.1 200MeV电子直线加速器概述256

8.2 200MeV电子直线加速器物理设计259

8.2.1聚束段设计259

8.2.2加速段设计264

8.2.3聚焦系统设计265

8.3加速器分系统设计267

8.3.1行波加速管267

8.3.2微波功率源系统269

8.3.3真空系统273

8.3.4准直系统276

8.3.5束流测量系统277

8.3.6控制系统279

8.4安装调试运行280

参考文献284

附录A LCLS布局及主要参数285

附录B矢量微分算符286

附录C贝塞尔函数288

附录D物理常数291

附录E部分材料的电导率292

附录F一些材料的介电常数和损失角293

后记295