束晕-混沌

摘要： 构造了具有小世界(WS)和无标度(BA)特性的束流输运网络,提出多种束晕-混沌的同步控制方法和3种保密通信的电路设计方案,并进行了仿真试验.在混沌复杂性研究的基础上,探索了一种混沌密码新算法,并成功地研制了链路混沌密码样机.同时研制了一种基于混沌加密算法和传统加密算法相结合的混沌加密系统,采用FPGA技术进行了硬件开发,已在互联网上实现了文件加密和解密的通信实验.在信息隐藏技术研究方面,实现了将加密信息隐藏到JPEG格式图片之中,实验和工程应用信息隐藏效果良好.

摘要： 通过计算和分析周期聚焦磁场强度和表征束自生场强度的束导流系数的变化对强流粒子束运动特征的影响,系统研究了强流粒子束的非线性共振和束晕现象.采用庞加莱截面技术对束核包络振荡及其单粒子运动轨迹进行了数值模拟,清楚地展示了不同情况下束核包络非线性振荡以及对应的试验粒子空间分布.结果表明:束核自生场使得束核包络发生非线性振荡,随着束核自生场和聚焦磁场的增加,伴随着束核共振岛的出现,单粒子空间分布出现越来越多的束晕粒子.

摘要： 基于束晕-混沌的非线性控制策略,研究了均匀聚焦磁场通道中束晕-混沌的sinc函数控制方法,并给出了具体的实施方案.采用庞加莱截面技术对束核包络振荡及其单粒子运动轨迹进行了数值模拟.结果表明,运用此种方法可以有效地消除束晕及再生现象,达到对束晕-混沌的有效控制.

摘要： 以周期性磁场聚焦传输通道中的K-V(Kapchinskij-Vladimirskij)分布离子束为例,引入带偏置的升余弦函数近似刻画实际磁场,理论分析了通道中强流离子束的束晕-混沌动力学行为.针对束晕-混沌的控制问题,提出了束晕-混沌的模糊逻辑控制方法.模糊控制器采用Mamdani推理系统,其输出作为控制因子线性调整外部磁场强度.用模糊相平面法分析了控制系统的稳定性.仿真结果显示:在控制条件下,混沌变化的束包络半径被稳定控制；将该方法应用于多粒子模型,消除了束晕及其再生现象,束的品质获得较大提高.该模糊控制方法具有不依赖束输运数学模型、控制器简单、磁场调节呈线性关系、易于工程实现等优点.%Considering the ion beam with initial K-V distribution in the periodic focusing magnetic filed channels (PFCs) as a typical sample, a fuzzy control method for controlling beam halo-chaos was studied. A fuzzy proportional controller, using output of fuzzy inference as a control factor, was presented for adjusting exterior focusing magnetic field. The stability of controlled system was proved by fuzzy phase plane analysis. The simulation results demonstrate that the chaotic radius of envelope can be controlled to the matched radius via controlling magnetic field. This method was also applied to the multi-particle model. Under the control condition, the beam halos and its regeneration can be eliminated effectively, and that both the compactness and the uniformity of ion beam are improved evidently. Since the exterior magnetic field can be rather easily adjusted by proportional control and the fuzzy logic controller is independent to the mathematical model, this method has adaptive ability and is easily realized in experi-ment. The research offers a valuable reference for the design of the PFCs in the high-current linear ion accelerators.

摘要： 以周期性聚焦磁场通道中的Kapchinskij-Vladimirskij (K-V)分布离子束为对象,研究了强流束晕-混沌现象的RBFNN自适应控制方法.该方法以神经网络的输出作为周期聚焦磁场的线性控制因子,通过对外部磁场的线性调节实现束晕-混沌控制.模拟结果表明:当选择恰当的RBFNN控制结构,自适应调整其内部参数,可将混沌变化的束包络半径控制在匹配半径附近单周期稳定振荡；该方法用于多粒子模拟系统中,能较好改善束的品质,束晕-混沌现象能得到有效抑制.%The Kapchinskij-Vladimirskij (K-V) distribution beam in the periodical focusing channels (PFCS) is selected as typical example, and a control method based on radial basis function neural network (RBFNN) is presented for control beam halo-chaos. The output of network as a controlling element is used to adjust focusing magnetic filed proportionally for control beam halo-chaos. Numerical results show that chaotic envelope radius of high-current beam can be controlled efficiently to the neighborhood of matched radius. This method is also applied to the multi-particle model. Under the control condition, the beam halos can be suppressed effectively, and quality of ion beam is improved evidently. This method provides a useful reference for controlling beam halo-chaos of high current beam in the PFCs.

摘要： 构造具有束晕-混沌特性的小世界网络,采用3种束晕-混沌同步方法, 即驱动-响应同步、小世界拓扑耦合同步、多局域小世界拓扑耦合同步方法,分别设计了小世界网络保密通信的3种电路方案.应用Matlab的Simulink软件进行仿真试验,实现了对小世界网络通信信号的加、解密.仿真实验证明了这些通信方案的可行性,这将为进一步工程设计和电路的网络实验研究提供理论基础和参考.

摘要： 复杂网络组在国家自然科学基金重点项目的资助下，对复杂网络中混沌同步控制以及混沌保密通信问题进行了比较深入的研究，取得了一些理论进展和计算机模拟结果，我们实现了驱动-响应同步，小世界拓扑耦合同步控制以及多局域小世界拓扑的耦合控制，这些结果为我们在复杂网络中研究混沌保密通信提供了理论基础和方案选择。

摘要： 1驱动-响应同步通常加速器中的束流传传输系统（网络）（简称BTN）是由许多相同的周期聚焦的电磁系统组成的,这类BTN系统中的束流失匹配、离子的非线性共振等作用都会导致强流离子束产生束晕-混沌现象,也就是强流束中的高密度束核的外围弥漫着少量粒子,并且出现粒子混沌现象。束晕-混沌离子束包络的方程经过变量变换可以写成以下形式：

摘要： 强流质子加速器的束流传输是国内外关注的一个重要课题.总结了一类规则网络--传统的规则束流输运网络中束晕-混沌的控制与同步方法的研究进展.着重综述混合网络--具有小世界和无标度拓扑结构的的束流输运网络中束晕-混沌的控制与同步方法的研究新进展,介绍线性耦合控制法和噪声驱动法,着重总结全局耦合与局部反馈结合的多目标分区控制与同步方法,该思想方法适用于任何由混沌节点耦合的复杂网络的控制与同步,具有应用潜力.

摘要： 本工作基于束晕-混沌的非线性控制策略,对周期性聚焦磁场中初始分布满足Full-Gauss分布的离子束进行模拟研究,提出了控制其束晕-混沌的简单函数控制器,并给出具体的实施方案.数值模拟结果表明,运用这种方法不仅可消除束晕及其再生现象,达到对束晕-混沌的有效控制,而且可控制束流到高斯分布.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

摘要： 本发明涉及一种用于靶前束晕及剖面探测的丝靶及装置。所述丝靶沿束流前进方向依次包括：第一偏压丝层，设置倾斜偏压丝，被配置为对杂散电子进行抑制；第一信号丝层，设置水平平行信号丝或设置竖直平行信号丝，被配置为对束流进行垂直剖面的测量或被配置为对束流进行水平剖面的测量；第二信号丝层，设置竖直平行信号丝或设置水平平行信号丝，被配置为对束流进行水平剖面的测量或被配置为对束流进行垂直剖面的测量；第二偏压丝层，设置倾斜偏压丝，被配置为对杂散电子进行抑制；金属刮束片层，设置金属片，被配置为阻挡及测量束晕边缘的粒子。本发明能够高效抑制高辐射区反冲剂量和杂散电子干扰，并能进行靶前束流边缘粒子即束晕的测量。

摘要： 本发明涉及一种用于重离子治疗装置的束晕探测器联锁应用系统及方法，其包括：若干束晕探测终端，分别设置在各束流高能线末端，均包括束晕探测器模块、运动控制装置模块、束晕信号转换模块和下位机数据采集模块；束晕探测器模块用于对束流高能线末端射出的束流的各方向进行监测；运动控制装置模块用于控制束晕探测器模块的位置移动；束晕信号转换模块用于对束晕探测器模块的监测信号进行转换；下位机数据采集模块用于进行联锁报警判断，将联锁报警信号输出到终端治疗控制联锁系统，同时将所有数据存储到数据库；束晕数据采集控制系统用于每个束流终端的束晕探测器信号采集、运动控制及数据变量发布。本发明可以广泛应用于重离子治疗领域。

摘要： 本发明属于加速器设计技术，具体涉及一种加速器用束晕处理非线性磁铁。其结构包括两两相对设置的四个磁极，每个磁极外设有磁场励磁组件，其中，在四个磁极的中间位置设有一对屏蔽磁极，所述屏蔽磁极的极头为平面，平面极头产生的磁场为零场区，四个磁极的极头产生的磁场为线性聚焦区或非线性聚焦区；所述的磁场励磁组件包括作为主磁场励磁的永磁铁和作为辅助磁场励磁的励磁线包。本发明所提供的磁铁能够产生一种较大范围的零场区和聚焦场强，从而能够克服目前的束晕处理难题，使得边缘的低密度粒子聚焦叠加到中心的高密度粒子，避免束晕粒子的不利影响。

摘要： 本发明涉及一种用于重离子治疗装置的束晕探测器联锁应用系统及方法，其包括：若干束晕探测终端，分别设置在各束流高能线末端，均包括束晕探测器模块、运动控制装置模块、束晕信号转换模块和下位机数据采集模块；束晕探测器模块用于对束流高能线末端射出的束流的各方向进行监测；运动控制装置模块用于控制束晕探测器模块的位置移动；束晕信号转换模块用于对束晕探测器模块的监测信号进行转换；下位机数据采集模块用于进行联锁报警判断，将联锁报警信号输出到终端治疗控制联锁系统，同时将所有数据存储到数据库；束晕数据采集控制系统用于每个束流终端的束晕探测器信号采集、运动控制及数据变量发布。本发明可以广泛应用于重离子治疗领域。

摘要： 本发明涉及一种用于靶前束晕及剖面探测的丝靶及装置。所述丝靶沿束流前进方向依次包括：第一偏压丝层，设置倾斜偏压丝，被配置为对杂散电子进行抑制；第一信号丝层，设置水平平行信号丝或设置竖直平行信号丝，被配置为对束流进行垂直剖面的测量或被配置为对束流进行水平剖面的测量；第二信号丝层，设置竖直平行信号丝或设置水平平行信号丝，被配置为对束流进行水平剖面的测量或被配置为对束流进行垂直剖面的测量；第二偏压丝层，设置倾斜偏压丝，被配置为对杂散电子进行抑制；金属刮束片层，设置金属片，被配置为阻挡及测量束晕边缘的粒子。本发明能够高效抑制高辐射区反冲剂量和杂散电子干扰，并能进行靶前束流边缘粒子即束晕的测量。

摘要： 本发明属于网络空间信息安全的混沌保密通信技术领域，应用网络科学理论方法，具体研制了基于加速器强流束晕和网络多特性结合的网络保密系统，适合于互联网上的保密通信。包括：由两个束晕‑混沌系统构成的驱动‑响应同步保密通信电路、由若干个束晕‑混沌系统构成的小世界拓扑耦合同步保密通信电路、由若干个小世界拓扑耦合同步保密通信电路构成的多局域小世界拓扑耦合同步保密通信电路；在驱动‑响应同步保密通信电路、小世界拓扑耦合同步保密通信电路、多局域小世界拓扑耦合同步保密通信电路内均能利用混沌同步信号实现任意两个束晕‑混沌系统之间端到端的混沌保密通信。

摘要： 本发明属于加速器设计技术，具体涉及一种加速器用束晕处理非线性磁铁。其结构包括两两相对设置的四个磁极，每个磁极外设有励磁线包并通入励磁电流，其中，在四个磁极的中间位置设有一对屏蔽磁极，所述屏蔽磁极的极头为平面，平面极头产生的磁场为零场区，四个磁极的极头产生的磁场为线性聚焦区或非线性聚焦区。本发明所提供的磁铁能够产生一种较大范围的零场区和聚焦场强，从而能够克服目前的束晕处理难题，使得边缘的低密度粒子聚焦叠加到中心的高密度粒子，避免束晕粒子的不利影响。

摘要： 本发明属于加速器设计技术，具体涉及一种加速器用束晕处理非线性磁铁。其结构包括两两相对设置的四个磁极，每个磁极外设有磁场励磁组件，其中，在四个磁极的中间位置设有一对屏蔽磁极，所述屏蔽磁极的极头为平面，平面极头产生的磁场为零场区，四个磁极的极头产生的磁场为线性聚焦区或非线性聚焦区；所述的磁场励磁组件包括作为主磁场励磁的永磁铁和作为辅助磁场励磁的励磁线包。本发明所提供的磁铁能够产生一种较大范围的零场区和聚焦场强，从而能够克服目前的束晕处理难题，使得边缘的低密度粒子聚焦叠加到中心的高密度粒子，避免束晕粒子的不利影响。

摘要： 用于加速器束晕刮削器的测头，克服了现有技术在管状电离室的尾部采用金属薄窗密封，且属于轴向金属薄窗密封，这种金属薄窗如果过厚，就影响束流的穿透率，如果太薄，就承受不了大气压力的问题，特征是在测头体的测头圆形端面下面前后两侧各切去一块形成前后两个平面，在测头圆形端面向下加工一个矩形通孔形成测头腔体，在测头前壁上加工有一个测头开口，在测头开口处安装金属薄膜，并用金属框压紧后焊接，有益效果是，金属薄膜的厚度可以做到0.03～0.1mm，从而可保证束流的穿透率，测头后壁为用以阻挡束流穿透的厚壁，测头前壁为薄壁但可以相对厚一些，与金属框一起组成金属薄膜的支撑结构，从而可以保证承受大气压力。

摘要： 本实用新型属于加速器设计技术，具体涉及一种加速器用束晕处理非线性磁铁。其结构包括两两相对设置的四个磁极，每个磁极外设有磁场励磁组件，其中，在四个磁极的中间位置设有一对屏蔽磁极，所述屏蔽磁极的极头为平面，平面极头产生的磁场为零场区，四个磁极的极头产生的磁场为线性聚焦区或非线性聚焦区；所述的磁场励磁组件包括作为主磁场励磁的永磁铁和作为辅助磁场励磁的励磁线包。本实用新型所提供的磁铁能够产生一种较大范围的零场区和聚焦场强，从而能够克服目前的束晕处理难题，使得边缘的低密度粒子聚焦叠加到中心的高密度粒子，避免束晕粒子的不利影响。