李 朋，原有进，杨建成，蒙 峻，毛瑞士，柴 振，康新才，李 敏，2，郑文亨，2，姜培勇，2

（1.中国科学院 近代物理研究所，甘肃 兰州 730000；2.中国科学院大学，北京 100049）

近年来，放射性束流物理、等离子体物理、高能天体物理等物理学的研究急需重离子加速器提供高能强流重离子束流［1］。如在等离子体物理实验中，为了在Au材料上实现1 MJ／g的能量沉积率以探测物质内部结构，在束斑尺寸为1mm 的条件下，需提供1.5×1012（粒子数／脉冲）的铀离子束，且束流能量需达到1GeV／u以上。如此之高的重离子累积数和能量将对加速器的设计提出严峻挑战，因为在重离子加速器中累积的离子数受限于束流本身的空间电荷限，与A／q2（A 为质量数，q 为电荷态）呈正比，加速器只能采用中间电荷态的离子（如U28＋）进而得到较高电荷态（如U73＋）高6.8 倍的累积率才能满足物理实验的需求。因此，中间电荷态的重离子束的累积、加速和引出将成为高能强流重离子加速器发展的必然趋势。

但在高能强流重离子加速器中，中间电荷态束流的稳定运行面临多方面困难，该电荷态的离子与真空中残余气体的反应截面较大，容易诱发各种损失机制，如束流俘获或剥离相应数量的电子，引起部分束流电荷态的变化［2］。电荷态变更的离子经过加速器中二极磁铁偏转时运动方向改变，与真空管道壁碰撞进而从腔体表面解吸出一定数量的分子和离子，解吸出的粒子增加了真空中残余气体的密度，改变了系统真空度，进而再次提高离子的损失率，形成恶性循环，最终引起离子束流寿命下降［3-4］、累积和加速不成功，甚至直接导致加速器停机、实验终止，离子损失过程参考文献［5］。……