重离子加速器物理与技术
课程编码：180208082703P2008H
英文名称：Heavy Ion Accelerator Physics and Technologies
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业核心课
主讲教师：原有进等
教学目的要求
本课本课程为核技术及应用二级学科研究生专业核心课，要求选课同学在完成电磁学和经典电动力学学习的基础上，通过本课程学习，掌握重离子加速器物理的基本概念和理论，了解重离子加速器相关技术的现状与发展。本课程重点讲授重离子同步加速器物理设计基础，讲授重离子回旋加速器、重离子直线加速器基础，讲授与重离子加速器系统相关的离子源、束流诊断、高频、电源及磁铁技术的前沿进展，为学生进入重离子加速器物理设计和研发领域提供物理和技术基础。
要求学生初步掌握和理解加速器物理的基本概念和原理，理解带电粒子在特定电磁场分布中的运动规律，熟悉各种类型的加速器的结构特点，理解加速器各分系统的主要技术问题，了解现代加速器物理学前沿的重大研究成果和前沿技术课题研究，提升学生全面研究加速器物理及技术的兴趣和解决问题的能力，为今后从事加速器物理与加速器技术方面的相关研究和应用工作奠定基础。
预修课程
普通物理、高等数学、电磁学、原子物理电动力学、粒子加速器物理
大纲内容
第一章 导论 3学时 冒立军
第1节 加速器及其发展概况
第2节 加速器特点、应用与分类
第二章 带电粒子束相空间理论 3学时 冒立军
第1节 粒子运动的分析力学表述
第2节 相空间与相空间运动的矩阵表述
第三章 离子源理论与技术 12学时 赵环昱
第1节 离子源简介
第2节 离子源理论基础
第3节 电子束离子源（EBIS）
第4节 电子回旋共振（ECR）离子源
第5节 激光离子源
第四章 回旋加速器理论与设计 9学时 原有进
第1节 重离子串列静电加速器
第2节 重离子回旋加速器
第3节 FFAG加速器
第五章 重离子同步加速器 12学时 原有进
第1节 横向Betatron振荡与纵向运动方程
第2节 重离子同步加速器注入与引出
第3节 束流冷却原理
第4节 电子冷却技术与装置
第5节 束流诊断技术
第6节 磁铁、电源及高频系统
第六章 重离子加速器应用与小型化发展 3学时 冒立军
第1节 医用重离子加速器概述
第2节 小型化重离子同步加速器的应用发展
参考书
1、
加速器物理学
S. Y. Lee
2019
World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd
2、
等离子体物理学导论
（美）弗朗西斯 F.陈著、林光海译
2017年5月
科学出版社
3、
原子物理学
杨福家
2013年3月
高等教育出版社
4、
加速器物理基础
陈佳洱
2012年9月
北京大学出版社
5、
回旋加速器理论与设计
唐靖宇、魏宝文
2008年10月
中国科学技术大学版社
6、
加速器原理
徐建铭
1981
科学出版社
7、
粒子加速器技术
赵籍九、尹兆升
2006
高等教育出版社
课程教师信息
首席教授：原有进，中国科学院近代物理研究所研究员，博士生导师。主要研究领域为重离子加速器物理。主讲教师：赵环昱，中国科学院近代物理研究所研究员，博士生导师。主要研究领域为强流高电荷态离子源，高密度等离子体源及其应用。主讲教师：冒立军，中国科学院近代物理研究所研究员，博士生导师。研究领域为加速器物理与电子冷却技术。