北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)和北京譜儀=Beijing Electron-Positron Collider and Beijing Spectrometer/謝家麟主編,-浙江:浙江科學(xué)技術(shù)出版社,1996年,ISBN 7-5341-0721-0/O·18 (372頁(yè),740千字)
顧 問(wèn):
嚴(yán)濟(jì)慈 王淦昌 張文裕 趙忠堯 盧鶴紱 朱洪元
主 編: 謝家麟
編寫(xiě)人員:(以姓氏筆畫(huà)為序)
丁大釗 于鴻璇 王泰杰 王德武 毛慧順 方守賢 葉銘漢 呂繼華
朱樟震 李 金 李建國(guó) 劉鳳琴 劉世耀 劉德康 杜文甫 吳水清
吳靖民 余書(shū)炎 張 闖 張良生 郁忠強(qiáng) 羅應(yīng)雄 鄭志鵬 鄭林生
冼鼎昌 顧樹(shù)棣 席德明 唐鄂生 海 洋 黃 濤 黃開(kāi)席 盛華義
崔化傳 崔明啟 巢志瑜 蔣建華 謝家麟 魏開(kāi)煜
責(zé)任編輯:褚天福 周偉元
裝 幀:潘孝忠
前 言
北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、北京譜儀和北京同步輻射裝置是我國(guó)的一個(gè)學(xué)科綜合、技術(shù)復(fù)雜、規(guī)模龐大的科研工程,它以高能物理實(shí)驗(yàn)研究為主,兼顧同步輻射應(yīng)用。它的建成標(biāo)志著我國(guó)在這方面步入科技先進(jìn)國(guó)家之林,為取得開(kāi)創(chuàng)性研究成果和培養(yǎng)高水平人才創(chuàng)造了條件。
這個(gè)偉大的成就是得來(lái)不易的,它的成功首先歸功于鄧小平等中央領(lǐng)導(dǎo)高瞻遠(yuǎn)矚的決策和強(qiáng)有力的支持。它是改革開(kāi)放政策的結(jié)果,是全國(guó)100多個(gè)單位大協(xié)作的結(jié)果,也是中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所數(shù)百名科技工作者日夜拼搏、忘我工作的結(jié)果。
在它立項(xiàng)建造之初的論證過(guò)程中,不少關(guān)心我國(guó)高能物理事業(yè)的同志也懷有一些顧慮,其中最重要的是:原來(lái)設(shè)想的物理窗口到建成之時(shí)還會(huì)存在嗎?技術(shù)要求如此之高的尖端科研工作我們有能力建成嗎?提出的建造費(fèi)用合乎實(shí)際嗎?當(dāng)時(shí)我們只能根據(jù)調(diào)研和分析來(lái)論證,但到后來(lái)工程在預(yù)期之內(nèi)建成,實(shí)現(xiàn)正負(fù)電子對(duì)撞,并且短期中取得了t輕子質(zhì)量測(cè)量的優(yōu)異成果,這才用事實(shí)回答了同志們的關(guān)注,證實(shí)了我們的預(yù)言。
此項(xiàng)工程中,北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)包括直線加速器、輸運(yùn)線、儲(chǔ)存環(huán)和束流監(jiān)測(cè)、控制等;北京譜儀包括探測(cè)器和電子學(xué)系統(tǒng)等;同步輻射裝置則包括光束線和實(shí)驗(yàn)站等。這三大組成部分涉及的學(xué)科有高能物理、加速器、同步輻射、自動(dòng)控制、快電子學(xué)、計(jì)算機(jī)等,而涉及的技術(shù)領(lǐng)域有高頻、強(qiáng)微波、高真空、高穩(wěn)電源、磁場(chǎng)獲得、束流監(jiān)測(cè)、精密加工、快速數(shù)據(jù)獲取和處理、同步輻射應(yīng)用等等,構(gòu)成了一個(gè)典型的大科學(xué)系統(tǒng),這些前沿學(xué)科和先進(jìn)技術(shù)與我國(guó)科技現(xiàn)代化密切相關(guān),想必會(huì)引起眾多讀者(大學(xué)生、研究生和科研人員)的興趣。編寫(xiě)本書(shū)的一個(gè)主要目的,就是系統(tǒng)地、全面地介紹工程的設(shè)計(jì)思想、技術(shù)路線、運(yùn)行情況和取得成果,已饗讀者。
另一方面,此書(shū)綜合了廣闊的科技領(lǐng)域,專業(yè)人員也可籍此突破專業(yè)的局限,了解局部在整體中的作用,統(tǒng)觀全局,認(rèn)識(shí)全貌,滲透交流,融會(huì)貫通,才能找到科研工程總體性能改進(jìn)提高的途徑,只有不斷地改進(jìn)提高,精益求精,才能保持一個(gè)裝置的生命力,才能充分地發(fā)揮它的作用。
本書(shū)編寫(xiě)的特點(diǎn)之一是作者都來(lái)自對(duì)撞機(jī)、譜儀和同步輻射裝置設(shè)計(jì)和建造的第一線,內(nèi)容是他們切身的體會(huì)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。另一特點(diǎn)是把我們自己的工作放在國(guó)際發(fā)展的背景中描述。這樣,既可了解國(guó)際發(fā)展趨勢(shì),又闡明了自身工作的特色。為了適應(yīng)不同專業(yè)背景的讀者,本書(shū)各章、節(jié)的開(kāi)始,都首先介紹有關(guān)科技的基礎(chǔ)知識(shí),但重點(diǎn)則體現(xiàn)于各種科技在本裝置中的具體應(yīng)用。
編寫(xiě)工作從1992年開(kāi)始,到1994年結(jié)束,由于時(shí)間限制和人員變動(dòng),我們不可能把裝置有關(guān)問(wèn)題的最新進(jìn)展都包括進(jìn)來(lái),幾十人分頭編寫(xiě),文筆、風(fēng)格難求一致,內(nèi)容取舍及重點(diǎn)掌握不能盡如人意,錯(cuò)誤之處,也在所難免,尚望廣大讀者給予指正。書(shū)中個(gè)別采用實(shí)用單位表示的公式中,物理量后緊跟單位,并用括號(hào)注出,以便于閱讀和使用。
此書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中,曾得到中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所的大力支持,在此謹(jǐn)致謝意。
最后,愿以此書(shū)獻(xiàn)給北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、北京譜儀和北京同步輻射裝置的創(chuàng)業(yè)者和正在該裝置上拼搏奉獻(xiàn)的全體人員!
謝家麟 1995年12月
目 錄
第一篇 加 速 器
第一章 對(duì)撞機(jī)的工作原理
第一節(jié) 對(duì)撞束方法
第二節(jié) 對(duì)撞機(jī)的亮度
第三節(jié) 北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)
第二章 注入器—直線加速器
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 基本原理
第三節(jié) 加速管
第四節(jié) 電子槍
第五節(jié) 聚束系統(tǒng)
第六節(jié) 微波功率源
第七節(jié) 束流的聚焦和導(dǎo)向
第八節(jié) 真空系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)
第九節(jié) 控制系統(tǒng)
第十節(jié) 正電子源
第十一節(jié) 試驗(yàn)束
第三章 輸運(yùn)線和儲(chǔ)存環(huán)
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 束流動(dòng)力學(xué)
第三節(jié) 高頻加速系統(tǒng)
第四節(jié) 磁鐵系統(tǒng)
第五節(jié) 磁鐵電源
第六節(jié) 真空系統(tǒng)
第七節(jié) 束流輸運(yùn)線
第八節(jié) 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及準(zhǔn)直測(cè)量
第四章 束流測(cè)量與自動(dòng)控制
第一節(jié) 束流診斷系統(tǒng)
第二節(jié) BEPC控制系統(tǒng)
第五章 輻射場(chǎng)的測(cè)量與防護(hù)
第一節(jié) BEPC加速器輻射場(chǎng)的特征
第二節(jié) 電離輻射測(cè)量技術(shù)
第三節(jié) 輻射防護(hù)
第二篇 北京譜儀
第一章 北京譜儀概述
第一節(jié) 高能物理
第二節(jié) 北京譜儀概述
第二章 北京譜儀探測(cè)系統(tǒng)
第一節(jié) 中心漂移室
第二節(jié) 主漂移室
第三節(jié) 飛行時(shí)間計(jì)數(shù)器
第四節(jié) 簇射計(jì)數(shù)器
第五節(jié) m子計(jì)數(shù)器
第六節(jié) 亮度探測(cè)器
第七節(jié) 螺線管電磁鐵
第八節(jié) 氣體系統(tǒng)
第三章 北京譜儀電子學(xué)系統(tǒng)
第一節(jié) 北京譜儀電子學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)
第二節(jié) 譜儀電子學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
第三節(jié) 漂移室電子學(xué)系統(tǒng)
第四節(jié) 飛行時(shí)間計(jì)數(shù)器電子學(xué)系統(tǒng)
第五節(jié) 簇射計(jì)數(shù)器電子學(xué)系統(tǒng)
第六節(jié) m子計(jì)數(shù)器電子學(xué)系統(tǒng)
第七節(jié) 環(huán)境參量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
第八節(jié) 電子學(xué)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)校準(zhǔn)
第九節(jié) 系統(tǒng)總體安裝工藝
第四章 物理實(shí)驗(yàn)與物理分析
第一節(jié) 在線數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)
第二節(jié) 離線數(shù)據(jù)分析
第三節(jié) 初步物理結(jié)果
第三篇 同步輻射
第一章 同步輻射光源
第一節(jié) 同步輻射與電子儲(chǔ)存環(huán)
第二節(jié) 彎轉(zhuǎn)磁鐵的同步輻射光源
第三節(jié) 插入件(周期性的磁鐵結(jié)構(gòu))
第四節(jié) BSRF上的插入件設(shè)計(jì)
第二章 同步輻射的光學(xué)系統(tǒng)
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 反射鏡系統(tǒng)
第三節(jié) 光柵單色器系統(tǒng)
第四節(jié) 晶體單色器
第五節(jié) 光子探測(cè)器
第三章 北京同步輻射實(shí)驗(yàn)裝置
第一節(jié) 前端區(qū)及扭擺磁鐵
第二節(jié) 硬X光束線
第三節(jié) 4B9與X光束線
第四節(jié) 3B1與軟X光束線
第四章 同步輻射的應(yīng)用
第一節(jié) 同步輻射的發(fā)展及其重要性
第二節(jié) X射線衍射和非彈性散射
第三節(jié) X射線形貌術(shù)
第四節(jié) 同步輻射X射線熒光分析
第五節(jié) X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)
第六節(jié) 同步輻射光電子能譜
第七節(jié) 軟X射線光學(xué)多層膜及軟X射線顯微術(shù)
第八節(jié) 同步X射線光刻
主要參考文獻(xiàn)
后 記
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