축적된 빔의 측정을 기반으로 한 주입 빔의 위상 공간 재구성: 새로운 단층 촬영 알고리즘 및 그 응용

위상 공간의 측정은 가속기 물리학 분야에서 항상 중요한 주제였으며, 빔 역학을 이해하는 데 없어서는 안 될 역할을 합니다. 주입된 빔의 위상 공간 분포는 동기 방사선에서 다회전 축적 주입 프로세스를 최적화하는 데 결정적입니다. 그러나 위상 공간 분포를 직접적이고 정확하게 측정하는 것은 도전적인 작업입니다. 본 연구에서는 동기 방사선에서 벽 전류 모니터(WCM)로부터 획득한 축적된 빔 프로파일의 측정 데이터를 기반으로 주입된 빔의 종 방향 위상 공간을 재구성하는 혁신적인 단층 촬영 알고리즘을 제안합니다. 다양한 초기 분포 시나리오에 대해 시뮬레이션을 수행하였고, 그 결과 이 알고리즘이 주입된 빔의 초기 및 재구성된 위상 공간 분포 간의 rms 운동량 분산에서 약 4%의 차이를 성취할 수 있음을 보여주었습니다. 이 알고리즘은 중국 스팔레이션 중성자원에 적용되어 주입된 빔의 운동량 분산을 성공적으로 측정하였습니다. 주입된 빔의 위상 오류를 고려한 머신 연구에서는 재구성된 빔 프로파일과 급속 순환 동기 방사선에서 WCM의 측정 결과 간의 높은 일관성을 보여주었습니다. 연구 결과는 이 알고리즘이 동기 방사선에서 주입된 빔의 운동량 분포를 측정하는 효과적인 접근법이 될 수 있음을 보여줍니다. 게다가 이 방법은 주입된 빔의 횡 방향 위상 공간을 재구성하는 데 확장될 가능성도 있습니다. 2024년 미국 물리학회에서 발행됨.