电子储存环物理

1、第七讲 横向振荡耦合时的束团尺寸束团长度束流寿命束流的量子寿命前面求解中，不存在耦合时实际情况下，由于储存环磁铁的加工、安装误差，磁铁材料本身的缺陷，水平垂直之间必然存在耦合一般垂直为水平方向的百分之几耦合小高亮度耦合大增大束团截面尺寸，寿命提高（斜四极铁、差共振）610ym310 xm存在耦合时，两个方向束团尺寸不再是独立的，可记为k为耦合系数，其值在01之间，实际中一般取值为0.011之间。k附近电子的行为首先，该处电子存在的几率非常小稳定情况下，如果在W0处观察电子的分布，可以看到尾部的电子通过W0进入WW0区域对于任何电子，由于辐射阻尼因此，由于辐射阻尼，电子通过W0的通量为如没有孔径

2、限制，稳定情况下，左右通过W0的净通量为0222ud aadt2udWWdt0002()()WuW h WdWh Wdt考虑实际孔径的限制，对足够大的孔径来说，分布的主体部分受到的影响很小这样可以认为向外的电子通量不受孔径的影响，与没有孔径的情况一样向内的通量为0对于 ，就可以估计损失率/2()2WWuudNhNedtWWWW/2WWudNedtNWW /20WWuW teWNN e01NNe/2WWuqWeW真空室能量尺寸2maxuW令22uW与前面估算差一个系数。两者差别可要认为弛豫时间被这个因子减小了。这是由于对于短时间内统计来说，尾部的电子与主体部分电子相比，较大的涨落将占用更多的阻尼

3、时间部分2max212maxuuuquueu前面讨论的 事实上是 对束团尺寸也有贡献，两个阻尼时间相差约为1倍。所以计算时可以取 为真实束团尺寸， 为 和 之间的一个数，给出估算也可取 和 中的最小值，给出一个保守的估计结果垂直方向没有能散影响uuxxxxxxx由量子寿命公式可见，量子寿命随真空室尺寸的平方指数变化存在一个真空室尺寸WW，量子寿命指数增长=H：电子丢失发射散射的地点是任意的，i取得到损失截面可以看到束流电子在残余气体原子核上的损失截面与电子相对能量的平方成反比，能量越低的环，散射截面越大。残余气体的原子序数越大，散射截面也越大。对不平滑真空室，有2221222etZ rH220

4、12202etZ rH 储存环的电子通过剩余气体时，与原子核作用。轨道发生偏转，放出电磁辐射，称为轫致辐射非弹性散射，造成能量损失当能量损失足够大时，电子越出能量接受度范围而丢失如果辐射位置色散不为0，就会激励起一个自由振荡，如其幅度够大，电子也会丢失总损失截面2221/34418315lnln13738etrfr Zz 能量偏差做出两部分贡献： RF的接受度rf 能量损失导致振荡过大，电子丢失 取两者中较小的，rf为决定因素，rf1电子与剩余气体原子的壳层电子的散射过程中，入射电子可以将部分能量转移给核外电子。是一个准弹性散射过程循环束流粒子的能量再次损失时，如果能量偏差大于接受度，就会丢失

5、。其损失截面为电子与剩余气体原子的壳层电子的散射中，壳层电子被激发，并伴随光子的辐射，是一个非弹性散射过程其损失截面为2321etrfr Z224442.515ln1.4ln13738etrfrfr Z四种与真空度有关的束流寿命定义为p为储存环中剩余气体的气压，同步辐射光子打在室壁上放气无束流时的气压正比于流强的效应322()3.217 10()n mp Torr0ppI束流流强与气体解吸有关的出气率11titidNcnN dt 剩余气体分子的密度总真空寿命 弹性散射与能量正相关，非弹性散射与能量无关或负相关 低能环以弹性散射为主，高能环以非弹性散射为主123411111Ttttt真空物理上海光源储存环有40块弯铁，弯转半径为9.1673米，动量紧