摘要：强流加速器及其离子束在核材料生产与增殖、洁净核能、放射性废物嬗变、放射性药物生产、重离子聚变、高能物理与核物理、工业和医疗等各市地多方面都有极其重要的应用和发展前景.尤其,近年来强流加速器驱动的放射性洁净核能系统是国内外关注的热门课题,它比常规核电更安全、更干净、更便宜.但是,强流离子束产生的束晕-混沌现象极大地影响了各种应用,已经成为强流离子束应用中的令人关注的关键课题之一.由于束晕-混沌具有典型的时空复杂性,不仅必须深入研究这类束晕-混沌的复杂特性及其产生的物理机制,而且需要研究如何实现对束晕-混沌的有效控制的策略方法.为此,本文首先分析了束晕-混沌复杂性的形成,发现非线性共振及共振覆盖是通向束晕-混沌的重要道路之一.然后,为了战胜束晕-混沌引起的困难,我们提出几种控制束晕-混沌的先进方法,主要有避免或抑制共振覆盖方法、非线性控制法和小波反馈控制法.理论分析和PIC数值模拟结果证明:这些方法可以令人满意地实现对束晕-混沌复杂性的控制.控制后束晕强度因子很快变为零,质子束的所有统计量,例如,束均方根半径、束横向动量平方和的平均值和平均发射度等比控制前都减至原来的三分之一多.这些控制方法具有指导意义和实用潜力.
