束流冷卻通常是指加速器技術中用電子束進行的冷卻。所謂電子束冷卻就是將溫度相對較低的電子束與溫度較高的離子束一道運動，由於離子與電子之間不斷交換能量，最後達到熱平衡使離子變冷。
基本介紹
- 中文名：束流冷卻
- 外文名：beam cooling
簡介,分類,電子束冷卻,雷射冷卻,隨機冷卻,
簡介
束流冷卻通常是指加速器技術中用電子束進行的冷卻。所謂電子束冷卻就是將溫度相對較低的電子束與溫度較高的離子束一道運動，由於離子與電子之間不斷交換能量，最後達到熱平衡使離子變冷。
加速器技術中的束流冷卻通常是在儲存環的一個直線段上安裝一個冷卻器來完成的。當能量很高的帶電粒子通過冷卻器時，恰好有一束溫度較低的電子同它一道運動，並將帶電粒子完全浸泡在冷的電子云中。當離子和電子不斷碰撞失去橫向能量時，束流就被冷卻。
分類
束流冷卻一般分為電子束冷卻、雷射冷卻和隨機冷卻三種。
電子束冷卻
所謂電子束冷卻就是將溫度相對較低的電子束(這一點很容易作到)與溫度較高的離子束一道運動，由於離子與電子之間不斷交換能量，最後達到熱平衡使離子束變冷。
雷射冷卻
亞穩態惰性元素原子的冷卻和囚禁，具有一些重要的基礎和套用意義，例如用來測量特殊的原子核結構，研究冷原子之間相互作用和冷分子，以及痕量放射性同位素原子的分析和年代測定。這些工作中，高效率和快速的 冷原子囚 禁都是實驗中的基本要求。雷射橫向冷卻( transverse cooling，TC) 是獲得高強度的原子束流的關鍵技術。它可以有效降低原子束的橫向速度，增強束流前進方向上原子密度，在研究中得到廣泛套用。
隨機冷卻
隨機冷卻是利用寬頻反饋系統對橫向束流振盪和縱向能量分散進行衰減的方法。其優點是對於較大發射度和能量分散的次級束等具有顯著的冷卻效果,因此,隨機冷卻和電子冷卻相結合,可以有效地縮短冷卻時間並得到較高品質的束流。
蘭州重離子冷卻儲存實驗環HIRFL-CSRe(Heavy Ion Research Facility in Lanzhou-experimental Cooling Storage Ring)的隨機冷卻裝置,主要用於冷卻來自RIBLL2(the 2nd Radioactive Ion Beam Line in Lanzhou)打靶產生的次級粒子束。由於次級粒子束具有大的發射度和動量分散(ε:20-25πmm.mrad,dp/p:±0.5-1.0%),因此必須採用冷卻技術來迅速地降低其束流尺寸,從而提高束流壽命和束流品質。
目前,國際上的隨機冷卻裝置主要分布於瑞士、美國、德國以及日本。不同的隨機冷卻系統中的束流參數、冷卻參數和用途等都各不相同。因此,研究隨機冷卻的影響因素不僅有助於提高冷卻率以及降低功率需求,而且對隨機冷卻系統的理論設計和實際運行也具有重要的意義。
