高能康普顿伽玛光源理论模拟与关键技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11675174
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    76.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2804.粒子探测技术
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Being a type of important tools, various light sources have major and critical contributions in the achievement of modern science and technology. Among these light sources, lasers, including free-electron lasers, have been providing optical beams, ranging from far-infrared to x-ray region, for researches in various areas. The light source based upon Compton scattering using high energy electron and laser beams is currently the only method used to produce high intense, highly aligned, pseudo-monochromatic and highly polarized optical beams in gamma-ray region. An effective and useful Compton light source should be capable of producing high enough flux of photon beam, and also providing means to manipulate the out-going photon beam. This proposal will focus on the researches of the technologies used to increase the flux and manipulate some physical properties of the scattered gamma-ray beam. The total flux of the scattered gamma-ray beam is mainly determined by the total number of the incident photons and electrons participating in the collision, and the matching of their distribution functions. Researches on increase the number of the incident photons and optimization of the matching of the distribution functions of the incident electron and photon beams are proposed in this application. In order to increase the number of the photons, we will perform researches on acquiring a high power energy storage cavity for laser beams. In the meanwhile, the matching of distribution functions of the incident electron and photon beams will also be studied using simulations to optimize the collision. On the other hand, researches on manipulating the energy and pulse length of the scattered gamma-ray beam will also be performed using simulations. The impact of large scale collision angle changes on energy, energy spread, flux and pulse length of the scattered gamma-ray beam will be studied for developing above manipulation methods. The method used to slightly change the propagation direction of the scattered gamma-ray beam will also be studied. This method can be used for aiming and scanning the gamma-ray beam on experiment samples, which is very essential and critical for various experiments.
光作为探测工具和信息载体,在科学研究和工业应用中发挥着重要作用。为了获得各种波长的优质光束,人们发明了许多种重要光源。其中激光和同步辐射光源可以提供从远红外到X射线的光束。更短波长的优质伽玛光束现阶段只有利用高能电子和激光束之间的康普顿散射来产生。一个高效且实用的伽玛光源应能提供足够高的伽玛光通量和一定的光束操控手段。本项目的研究将集中在用以提高伽玛光通量和伽玛光束操控技术上。伽玛光通量主要决定于参与碰撞的电子数和光子数以及它们的分布函数,本项目通过研究高功率激光储能腔技术,为通过提高激光束功率来增加光源光通量奠定基础。同时通过数值模拟来研究电子束与光子束分布函数的匹配关系来提高通量。另外,通过研究大范围改变碰撞角对散射光束能量、能散、通量以及脉冲长度等物理特性的影响,来获得对散射光束能量和脉冲长度的操控技术;研究在小范围内改变伽玛光束传播方向的技术,来实现伽玛光束对实验样品的瞄准和扫描。

结项摘要

提高康普顿光源亮度的一个重要途径是提升参与碰撞的激光功率。本课题针对提高激光功率开展了激光功率增强腔的关键技术研究。包括研发了基于PDH技术的锁腔技术,并在微波谐振环和激光谐振腔上进行了验证,效果良好。基于Nd:YVO4增益晶体和半导体可饱和吸收镜(SESAM)的固态激光器搭建了锁模激光器,在880nm、泵浦功率30W时,输出功率6W,重复频率162.5MHz,输出光斑质量M^2接近1。设计了便于固态激光光腔的准直激光装置,提高了固态激光器的调节效率,并将设计的结构申请了实用新型专利。研究并进而设计和搭建了基于双腔镜的激光功率增强腔样机,该增强腔腔长1845mm,腔镜反射率R=99%,模拟得到腔精细度为312.58。同时,针对提高束流品质的需求,开展了基于多目标遗传算法的束流参数优化方法的研究,以及储存环束流工作点在线反馈技术的研究。另外,还研究了双谐振拓扑高压脉冲电容器充电电源脉,该冲功率技术可广泛应用于激光聚变、离子束、微波功率源、雷达发射机等领域。以上各项研究均取得了预期目标

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
The physics design of HEPS Linac bunching system
HEPS直线加速器聚束系统的物理设计
  • DOI:
    10.1007/s41605-020-00200-1
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Radiation Detection Technology and Methods
  • 影响因子:
    0.6
  • 作者:
    Shipeng Zhang;Shengchang Wang;Cai Meng;Jingyi Li
  • 通讯作者:
    Jingyi Li
基于PDH技术的微波谐振环稳频(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    强激光与粒子束
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周纤;冯立文;庄德浩;李京祎
  • 通讯作者:
    李京祎
Physics design of the HEPS LINAC
HEPS LINAC 的物理设计
  • DOI:
    10.1007/s41605-020-00205-w
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Radiation Detection Technology and Methods
  • 影响因子:
    0.6
  • 作者:
    Jingyi Li;Cai Meng;Yi Jiao
  • 通讯作者:
    Yi Jiao
Online Betatron Tune Feedback in the HLS-II Storage Ring
HLS-II 存储环中的在线 Betatron 调谐反馈
  • DOI:
    10.1109/tns.2019.2905603
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Nuclear Science
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Wang Siwei;Xu Wei;Xuan Ke;Li Jingyi
  • 通讯作者:
    Li Jingyi
双谐振拓扑高压脉冲电容器充电电源
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    强激光与粒子束
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘劲东;何大勇;杨兴旺;王勇
  • 通讯作者:
    王勇

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其他文献

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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