粒子加速器真空系統(科學出版社十四五普通高等教育研究生規劃教材)
內容大鋼
本書是在吸取實際工程經驗和系統性理論基礎上編寫的一本具有新意的實用型教材。全書共9章，內容涉及粒子加速器的發展歷程及真空系統概況、真空泵的分類、真空泵的選擇和設計原則、真空規及真空檢漏、真空系統中的氣體來源、束屏設計及優化、電子雲的形成機理及電子雲的抑制、粒子加速器真空系統材料的選擇和材料的清潔方式、真空系統的烘烤、粒子加速器真空系統典型案例介紹、粒子加速器真空系統的展望等，書中附有參考文獻可供查閱。本書的選題內容新、體系結構新、案例選取新，重視理論與實際應用的結合，便於自學。
本書可作為高等理工科院校、科研院所在真空系統設計等方面的教材，也可作為職業技術學院、繼續教育學院等相關專業的教學參考書，並可供核科學與技術學科的師生、廣大涉及真空實驗的工作者及真空工程技術人員參考。
作者介紹
編者:王盛//王潔//李海鵬|責編:余江//張麗花
目錄
第1章 粒子加速器真空系統概述
1.1 粒子加速器簡介
1.1.1 粒子加速器的基本構成
1.1.2 粒子加速器的分類
1.1.3 粒子加速器技術的發展趨勢
1.2 粒子加速器真空系統簡介
1.2.1 真空物理基礎
1.2.2 真空系統的計算
1.2.3 粒子加速器真空系統的作用
1.2.4 粒子加速器真空系統的組成
1.2.5 不同粒子加速器對真空度的要求
1.2.6 粒子加速器真空系統設計難點及關鍵技術
1.3 本章小結
參考文獻
第2章 真空泵
2.1 真空泵的分類
2.1.1 基於工作原理分類
2.1.2 基於真空度分類
2.2 粒子加速器中常用真空泵介紹
2.2.1 機械泵
2.2.2 低溫泵
2.2.3 擴散泵
2.2.4 渦輪分子泵
2.2.5 吸氣劑泵
2.2.6 濺射離子泵
2.3 粒子加速器中真空泵的選擇和設計原則
2.3.1 真空泵的選型和設計原則
2.3.2 常用真空泵參數比較
2.4 本章小結
參考文獻
第3章 真空規
3.1 真空度測量概述
3.2 總壓強測量
3.2.1 真空規的選用原則
3.2.2 真空規的分類及測量範圍
3.2.3 基於水銀或其他非揮發性液體的真空規
3.2.4 基於力效應的真空規
3.2.5 基於氣體比熱效應的真空規
3.2.6 基於電離效應的真空規
3.3 分壓強測量
3.3.1 分壓強測量或殘餘氣體分析的過程
3.3.2 四極質譜儀
3.3.3 射頻質譜儀
3.3.4 飛行時間質譜儀
3.4 真空度測量的影響因素
3.4.1 氣體種類的影響
3.4.2 溫度的影響
3.4.3 管規和裸規的影響
3.4.4 規管吸放氣的影響
3.4.5 熱表面與氣體相互作用的影響
3.4.6 規管選擇、安裝及規程的影響
3.5 真空檢漏
3.5.1 真空檢漏概述
3.5.2 真空檢漏的目的
3.5.3 漏孔及泄漏率
3.5.4 泄漏類型
3.5.5 檢漏影響因素
3.5.6 氦檢漏器
3.6 本章小結
參考文獻
第4章 氣體吸附與解吸
4.1 粒子加速器真空腔室的氣體來源
4.2 氣體吸附
4.2.1 氣體吸附基礎理論
4.2.2 吸附等溫線
4.3 熱放氣
4.3.1 熱放氣機制
4.3.2 熱放氣測量方法
4.3.3 熱放氣速率的影響因素
4.4 光子致解吸
4.4.1 光子致解吸機制
4.4.2 光子致解吸數學物理模型
4.4.3 光子致解吸測量方法
4.4.4 光子致解吸與累積光子劑量的關係
4.4.5 不同材料的光子致解吸
4.4.6 材料處理程序的影響
4.4.7 光子致解吸與同步輻射臨界光子能量的關係
4.4.8 光子致解吸與真空腔室溫度的關係
4.4.9 光子致解吸與入射角度的關係
4.4.10 非蒸散型吸氣劑的影響
4.5 電子致解吸
4.5.1 電子致解吸機制
4.5.2 電子致解吸測量方法
4.5.3 不同材料的電子致解吸
4.5.4 電子致解吸與電子能量的關係
4.5.5 表面拋光和真空燒制的影響
4.5.6 電子致解吸與腔室溫度的關係
4.6 離子致解吸
4.6.1 離子致解吸數學物理模型
4.6.2 離子致解吸測量方法
4.6.3 離子致解吸與累積離子劑量的關係
4.6.4 離子致解吸與離子能量的關係
4.6.5 離子致解吸與腔室溫度的關係
4.7 本章小結
參考文獻
第5章 粒子加速器中束屏的設計及優化
5.1 束屏設計背景
5.2 束屏熱力學性能及冷卻方案
5.2.1 工作溫度的確定
5.2.2 束流管道的冷卻方案
5.2.3 束屏上的有限元模擬
5.3 束屏真空性能及材料選擇
5.3.1 同步輻射
5.3.2 束屏的動態真空模型
5.3.3 束屏材料的選擇
5.4 束屏的機械應力
5.4.1 超導失超
5.4.2 束屏的結構模擬
5.5 排氣孔的設計與優化
5.5.1 低頻耦合阻抗問題
5.5.2 高頻阻抗
5.6 未來展望
5.7 本章小結
參考文獻
第6章 粒子加速器中的電子雲問題
6.1 電子雲效應
6.1.1 電子雲現象
6.1.2 二次電子
6.2 二次電子抑制方法
6.2.1 表面改性
6.2.2 外部附件
6.3 本章小結
參考文獻
第7章 粒子加速器真空系統材料
7.1 材料的選擇標準
7.2 材料的機械性能
7.2.1 應力-應變
7.2.2 硬度
7.2.3 強化
7.3 材料的熱導率
7.4 材料的電導率
7.5 粒子加速器常用材料
7.5.1 傳統金屬材料
7.5.2 複合材料
7.5.3 非金屬材料
7.5.4 其他材料
7.6 材料的連接
7.7 氣體滲透率和氣體排放
7.7.1 氣體滲透率
7.7.2 氣體釋放
7.8 材料的清洗流程
7.8.1 不鏽鋼的清洗
7.8.2 鋁的清洗
7.8.3 銅的清洗
7.8.4 陶瓷的清洗
7.8.5 玻璃的清洗
7.8.6 材料清洗程序及工藝
7.9 本章小結
參考文獻
第8章 真空系統的烘烤
8.1 真空系統烘烤概述
8.2 真空系統的材料
8.2.1 不鏽鋼
8.2.2 鋁合金
8.2.3 銅合金
8.2.4 玻璃
8.2.5 吸氣劑薄膜
8.3 加熱方式
8.3.1 加熱帶烘烤
8.3.2 氮氣流加熱
8.3.3 電磁感應加熱
8.4 本章小結
參考文獻
第9章 粒子加速器真空系統典型案例及展望
9.1 蘭州重離子加速器真空系統
9.1.1 扇形迴旋加速器真空系統
9.1.2 分離扇形迴旋加速器真空系統
9.1.3 HIRFL-CSR真空系統
9.1.4 束流輸運線真空系統
9.2 中國散裂中子源加速器真空系統
9.2.1 負氫離子直線加速器
9.2.2 LRBT&RTBT束流輸運線
9.2.3 快循環同步加速器
9.3 合肥光源真空系統
9.3.1 合肥光源直線加速器真空系統
9.3.2 合肥光源電子儲存環真空系統
9.4 上海光源真空系統
9.4.1 輸運線真空系統
9.4.2 儲存環真空系統
9.4.3 增強器真空系統
9.5 北京正負電子對撞機真空系統
9.5.1 BEPCⅡ注入器真空系統
9.5.2 BEPCⅡ儲存環真空系統
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