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基于质子加速器的muon束流设计和慢muon装置的研究

摘要第5-7页
ABSTRACT第7-9页
第一章 绪论第19-35页
    1.1 μ子的基本性质第19-23页
        1.1.1 μ子的发现及性质第19-20页
        1.1.2 基于质子加速器μ子的产生第20-21页
        1.1.3 “子的衰变第21-23页
    1.2 国际上基于质子加速器μ源介绍第23-25页
        1.2.1 μ源的类型第23-24页
        1.2.2 国际上基于加速器μ源的发展现状第24-25页
    1.3 μSR谱学的介绍及应用第25-35页
        1.3.1 μSR谱学基本原理第26-28页
        1.3.2 横向场、纵向场/零场μSR实验第28-30页
        1.3.3 脉冲型和连续型μ源的μSR技术比较第30-31页
        1.3.4 μSR技术应用第31-35页
第二章 基于CSNS上质子加速器的高强度μ子源设计第35-53页
    2.1 CSNS简介及μ源布局规划第35-37页
        2.1.1 CSNS发展现状第35-37页
        2.1.2 基于CSNS的μ源的规划第37页
    2.2 基于CSNSμ子束线上靶的模拟研究第37-43页
        2.2.1 几种蒙卡模拟软件的比较第37-39页
        2.2.2 CSNS用于μ子束的质子束参数第39页
        2.2.3 四种靶材的μ子和π介子产率的模拟第39-42页
        2.2.4 四种靶材的能量沉积第42-43页
    2.3 超导螺线管内靶收集系统的布局第43-47页
        2.3.1 超导螺线管与常规磁铁收集的表面μ子产率的比较第45-47页
    2.4 弯曲超导螺线管与衰变螺线管的布局第47-51页
        2.4.1 衰变长度估算第47-48页
        2.4.2 弯曲螺线管与偏转螺线管的布局第48-50页
        2.4.3 偏转磁铁和聚焦四极磁铁的表面μ束流光学模拟第50页
        2.4.4 偏转磁铁和聚焦四极磁铁的衰变μ束流光学模拟第50-51页
    2.5 本章小节第51-53页
第三章 PSI上微束μ子源的模拟设计第53-73页
    3.1 PSI上质子加速器及SμS的介绍第53-61页
        3.1.1 PSI质了加速器设施第53-56页
        3.1.2 PSI上的μ束线和谱仪第56-61页
    3.2 基于πE3束流的微束模拟设计第61-71页
        3.2.1 一级和二级束流光学第61-64页
        3.2.2 两组四极磁铁组的聚焦性质第64-66页
        3.2.3 πE3束线上微束考虑第66-71页
    3.3 本章小结第71-73页
第四章 PSI低能μ子装置的Geant4模拟:束斑优化第73-95页
    4.1 μ子慢化原理第73-76页
        4.1.1 低温固态稀有气体慢化方法第73-75页
        4.1.2 激光共振电离方法第75-76页
    4.2 PSI低能μ子束流装置第76-80页
        4.2.1 LEM束流元件布局第77-78页
        4.2.2 LEM慢化体第78-80页
    4.3 实验端外加电磁场对束斑影响及修正第80-90页
        4.3.1 AEW磁场和外加平行于μ动量方向的电场对束斑的影响第81-83页
        4.3.2 束斑偏离的调整(通过调整锥形透镜RA参数)第83-88页
        4.3.3 WEW磁场对样品处束斑的影响及RA优化第88-90页
    4.4 减小LEM装置样品处束斑的考虑第90-93页
        4.4.1 目前LEM样品处束斑大小的实验值和模拟值的比较第90页
        4.4.2 触发探测器对LEM束斑尺寸的影响第90-92页
        4.4.3 在慢化体处和在触发探测器处的准直对束斑大小的影响第92-93页
        4.4.4 关于减小束斑尺寸的讨论第93页
    4.5 本章小节第93-95页
第五章 表面μ子在螺线管中的自旋极化率和聚焦第95-111页
    5.1 μ子在均匀场中的自旋变化第95页
    5.2 常规方形石墨靶的表面μ子极化率第95-98页
    5.3 不同情况下螺线管中收集的表面μ子的自旋极化率和产率第98-107页
    5.4 螺线管对表面μ子束的聚焦研究第107-109页
    5.5 本章小节第109-111页
第六章 总结与展望第111-115页
参考文献第115-121页
附录A PSI LEM musrSim代码第121-131页
致谢第131-133页
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果第133-134页

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