RF Linear Accelerators pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Wangler, Thomas P.

出品人:

页数:466

译者:

出版时间:2008-3

价格:$ 155.00

装帧:

isbn号码:9783527406807

丛书系列:

图书标签:

Physics
射频加速器
线性加速器
粒子加速器
高能物理
等离子体物理
微波技术
电磁场理论
加速器物理
真空技术
束动力学

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具体描述

Borne out of twentieth-century science and technology, the field of RF (radio frequency) linear accelerators has made significant contributions to basic research, energy, medicine, and national defense. As we advance into the twenty-first century, the linac field has been undergoing rapid development as the demand for its many applications, emphasizing high-energy, high-intensity, and high-brightness output beams, continues to grow. RF Linear Accelerators is a textbook that is based on a US Particle Accelerator School graduate-level course that fills the need for a single introductory source on linear accelerators. The text provides the scientific principles and up-to-date technological aspects for both electron and ion linacs. This second edition has been completely revised and expanded to include examples of modern RF linacs, special linacs and special techniques as well as superconducting linacs. In addition, problem sets at the end of each chapter supplement the material covered. The book serves as a must-have reference for professionals interested in beam physics and accelerator technology.

《等离子体物理学基础与应用：从理论建模到实验验证》图书简介本书全面深入地探讨了等离子体物理学的基本原理、核心理论模型及其在现代科技领域中的广泛应用。内容涵盖了从低能、低温等离子体到高温、高密度等离子体的各个层面，旨在为物理学、工程学、材料科学以及相关交叉学科的研究人员和高年级本科生提供一本系统且权威的参考著作。第一部分：等离子体基础理论本部分构建了理解等离子体行为所需的理论框架。我们从等离子体的基本定义和分类入手，详细阐述了等离子体的宏观特性（如温度、密度、电导率）和微观特性（如碰撞频率、德拜屏蔽长度）。第一章：等离子体的基本概念与统计描述本章深入分析了等离子体的特征尺度，包括德拜长度和等离子体频率，它们是区分等离子体与其他电离气体的关键指标。随后，引入了描述等离子体粒子运动的统计工具，特别是玻尔兹曼方程，并详细推导了Vlasov方程，该方程是无碰撞等离子体动力学研究的基石。通过对粒子分布函数的分析，我们探讨了平衡态和非平衡态等离子体的热力学性质。第二章：磁流体力学（MHD）理论 MHD理论是研究宏观尺度上具有显著磁场效应等离子体的核心工具。本章详细阐述了欧姆定律在磁场中的修正形式（考虑霍尔效应和电子-离子摩擦），并推导了理想MHD方程组，包括连续性方程、动量方程和能量方程，以及磁流体的基本演化方程——安培定律和法拉第感应定律。重点分析了磁流体力学中的重要现象，如磁流体动力学稳定性、磁通量冻结、磁重联的基本机制，以及阿尔芬波的传播特性。第三章：微观等离子体动力学深入到微观层面，本章聚焦于等离子体中的波动和不稳定性。详细分类讨论了不同类型的波动，包括电子等离子体波、离子声波、电子回旋波以及磁声波，分析了它们的色散关系和传播条件。随后，系统性地研究了各种常见的等离子体不稳定性，例如电子漂移波、离子声不稳定性、无碰撞的（K-H）不稳定性和失稳机制。对非线性相互作用的初步探讨，如波-波相互作用和波-粒子相互作用，为后续的湍流研究奠定基础。第二部分：等离子体诊断与实验技术本部分侧重于如何准确测量和诊断等离子体参数，是理论与实际工程相结合的关键环节。第四章：光学诊断方法光学方法因其非侵入性和高灵敏度而成为等离子体诊断的常用手段。本章详细介绍： 1. 光谱发射法（OES）：阐述了如何通过分析发射谱线的强度、宽度和斯塔克展宽来确定等离子体温度（激发温度和电子温度）、粒子密度和组分。 2. 激光散射诊断：深入讲解了Thomson散射技术，这是测量电子温度和电子密度最精确的方法之一。讨论了瑞利散射和汤姆逊散射在不同等离子体密度下的应用差异，以及诊断设置中的关键几何和光谱解析问题。 3. 干涉测量与轮廓测量：介绍了利用激光干涉仪测量等离子体密度分布的技术细节和误差来源。第五章：粒子束与探针诊断本章探讨了直接穿透等离子体的诊断技术： 1. Langmuir探针：详细介绍了单、双探针的工作原理、如何从IV曲线中提取电子温度、电子密度和等离子体电位，并着重讨论了在高频或高磁场环境下使用探针的局限性和修正方法。 2. 分子束/原子束诊断：阐述了如何利用中性束注入技术，通过测量注入粒子在等离子体中被电离或激发产生的特征信号，来诊断等离子体密度、电流密度分布和杂质输运。第三部分：等离子体在工程领域的应用本部分将理论和实验知识应用于解决实际工程问题，涵盖了能源、材料和环境科学中的前沿应用。第六章：核聚变等离子体本章聚焦于磁约束聚变（如托卡马克和仿星器）中的等离子体物理。详细分析了高约束模式（H-mode）下的边界物理学、杂质输运机制以及边缘局域模（ELMs）的物理起源及其控制策略。对α粒子约束和聚变功率的平衡进行了探讨。第七章：低压等离子体制备与材料表面改性重点介绍在半导体制造、薄膜沉积和表面处理中应用的反应性等离子体： 1. 等离子体增强化学气相沉积（PECVD）：阐述了等离子体中的化学反应路径、自由基的产生与输运，以及它们如何影响薄膜的生长速率、均匀性和最终的材料性能（如介电常数和应力）。 2. 等离子体刻蚀：比较了各向同性（RIE）和各向异性（高密度等离子体刻蚀）过程，分析了离子能量对刻蚀选择性、侧壁廓形和损伤效应的影响。第八章：空间与环境等离子体本章考察了自然界中的等离子体系统： 1. 空间等离子体：讨论了太阳风、地球磁层与电离层之间的耦合过程，包括极光放电的物理机制以及空间天气对地球技术系统的影响。 2. 等离子体环境治理：探讨了利用非平衡态等离子体进行污染物（如氮氧化物、挥发性有机物）的去除机理，分析了等离子体中活性粒子（如OH自由基、O原子）的生成效率与污染物反应动力学。总结与展望全书在详细介绍经典等离子体物理学的同时，紧密结合了当前等离子体科学研究的前沿热点，特别是对高功率脉冲等离子体、高熵等离子体输运以及等离子体与固体界面复杂相互作用的讨论。通过大量的例题和案例分析，帮助读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。本书的最终目标是提供一个坚实的知识基础，激励下一代科学家和工程师探索等离子体物理学在解决全球能源、环境和先进制造挑战中的巨大潜力。