王敏文， 王忠明， 郑曙昕， 王 迪， 杨 业， 刘卧龙， 王百川，王茂成， 张 辉, 闫逸花， 吕 伟， 邱孟通， 邢庆子

(1. 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室， 西安 710024； 2. 西北核技术研究所， 西安 710024；3. 清华大学 工程物理系， 北京 100084)

束流的相空间分布是粒子加速器的关键参数，在西安200 MeV质子应用装置(Xi’an 200 MeV Proton Application Facility, XiPAF)调试过程中，相空间分布的测量是比较加速器物理模型与实际模型的偏差及预测沿线束流包络分布的重要基础。三截面法和四极铁扫描法是被广泛应用的相空间分布间接测量方法[1-2]，通过测量3个截面重建束流相空间分布，具有对束流影响小、测量速度快的特点。由于三截面法和四极铁扫描法仅利用束流的均方根尺寸进行反推，只能得到束流相空间分布的Twiss参数。对束流分布做适当假设，可得到束流的相空间分布，但由于元件的非线性及空间电荷力等的影响，实际束流分布往往不是理想的高斯分布，束流相空间分布难以通过假设束流分布获得。为此，Hock等在不考虑非线性力的情况下，推导得到测量截面为待测相空间沿θ方向的投影，θ由待测点到截面探测器的传输矩阵决定[3]。因此，通过改变传输矩阵得到待测相空间沿不同方向的投影，结合断层重建技术可实现束流相空间分布的测量。在此基础上， Dimov等提出基于多粒子模拟的相空间重建方法，通过不断改变重建处的粒子分布，使模拟截面与测量截面趋于一致，实现了包含空间电荷力等非线性力影响的相空间重建[4]。……