DOC《对撞区,束流管和本底》

8 中的透射率 图4.4-13 光子在 He中的透射率 散射到铍管上的总功率比直接击中铍管的总功率小得多,所有同步辐射击中的面均用铜做成 (铍管除外),因此,散射到束流管上的光子很少.图4.4-14为打在束流管上的散射光子和透过束流管的散射光子能谱.与前面一样,镀金(10 (m)能够有效地阻止光子透过束流管,从而使散射光子本底可以忽略.图4.4-15为散射到铍管上的光子能谱,包括SRSIM和EGS的模拟结果.可以看出,SRSIM和EGS的结果是一致的. 图4.4-14 散射光子的能谱,穿过铍管的散射光子能谱及 穿过镀金(10(m)铍管的散射光子能谱 (SRSIM) 图4.4-15 铍管附近镀铜真空盒散射到铍管上的光子 能谱和穿过铍管的光子能谱 丢失粒子本底 束流气体作用和Touschek效应会造成丢失粒子击中真空盒.如果粒子丢失在对撞点(IP)附近,他们就很可能会进入探测器造成过高的单丝记数率和探测器的辐照损伤.我们用Decay Turtle 程序(经过修改以包括束流-气体轫致辐射,库伦散射[4]和Touschek效应) 模拟束流-气体作用和Touschek 效应,用基于GEANT3[5] 的程序模拟丢失粒子的探测器响应. 简介 束流-气体作用 通过调整Decay Turtle的输入参数,我们对轫致辐射和库仑散射分别进行了模拟.参与两种类型作用的粒子在储存环上均随机产生.对于轫致辐射,光子携带的能量(束流能量归一化) 由下式给出: 对于库仑散射,粒子(正负电子)的散射角度由下式给出: 其中,Z为靶物质的原子序数,为修正因子―修正电子在原子核上的镜像效应.轫致辐射的归一化因子为: 而库仑散射的归一化因子为: 其中,NA为阿弗加德罗(Avogadro)常数;

C为储存环环长;

Z,P和Lrad分别为残余气体的原子序数,压力(单位:Torr)和一个大气压下的辐射长度(单位:cm).如残余气体为双原子分子,库伦散射归一化因子需乘以2.对于轫致辐射,末态粒子(一个电子 + 一个光子)运动方向与母粒子一致,二者的能量之和等于母粒子的能量.对于库仑散射,末态粒子(一个电子)能量与母粒子一致,方向改变.为了计算轫致辐射和库仑散射丢失粒子在对撞点附近的能量丢失率,我们模拟了整个正电子环(负电子环与正电子环基本对称). Touschek 效应[6] Touschek效应是指同一束团内部带电粒子之间的库伦散射.为简单起见,我们只模拟了单次的Touschek效应.束流的Touschek寿命由下式给出: 其中,N为单束团内的粒子数,(为束流的Touschek寿命,c为光速,(x,(y和(z分别为束流的水平,垂直和纵向的rms尺寸. (RF 为高频腔的接收度,,

D(()为通用函数: 考虑整个储存环,束流的平均寿命为: 其中,C为储存环环长. 我们用(P代替(RF,则传递能量大于(P的电子数为: 对于能量传递范围[(min, (max],(N正比于: 在储存环上的一个确定位置,发生Touschek效应的粒子数反比于束流尺寸: 因为 D(( ) 随(变化比较平缓,我们得到下式: 我们通过计算可得到几十组 ((P, (((P)),再用线性内插进行能量传递抽样;

根据 BEPCII设计的 Lattice,计算出几十至几百组 ,再对Touschek 作用位置进行抽样.归一化因子由下式给出: 其中,Pbeam 为束流能量;

Ns 为模拟的总粒子数;

考虑到Touschek效应为同一束团内部两个粒子之间的作用,而模拟一次只能模拟一个粒子,所以乘以2. 模拟的关键点在于,我们根据 D(() 随(变化平缓的特点,分离了位置相关部分-Vinv和能量相关部分-(. 模拟........