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离子束从离子源被引出后,其发射度通常与加速器入口的接受度并不匹配,需要经过传输聚焦系统作用后,才能得到与加速器入口接受度相匹配的束流,进而被注入到加速器中去.加速器入口前这一部分,一般称为低能束流传输系统(LEBT).在低能束流传输段实现离子传输聚焦的重要器件为螺线管透镜,螺线管透镜的设计和离子束在其中的传输图像是束流输运研究的重要问题之一.该论文利用第四代编程语言Matlab及相关数学工具,对低能束流传输段的束流进行轨迹模拟.实现了已知电极引出口发射相图,输入后就可以得到单粒子以及束流在空间电荷效应影响下,在LEBT段三维离子传输包络图象,传输方向上部分重要位置的相图被同时输出,同时空间传输数据和传输角度被完全保留以供查询.根据包络图,可以很方便的解决传输器件和离子束流之间的物理相互作用问题,为传输器件的结构设计提供依据.另一方面,在传输器件结构确定的情况下,给出了清晰的束流空间传播计算机模拟图像,为后续的加速器物理设计打下基础.编制程序与LEADS程序的对比表明模拟结果是可信的.由束流传输轨迹模拟确定传输段中的各项物理参数后,需要对其中的主要器件螺管透镜进行设计.论文介绍了聚焦透镜设计优化的思路和方法.阐述了在任何结构下,采用铁磁回路使螺线管透镜磁感应强度增强的系数κ(注:κ=(B<,2>-B<,1>)/B<,1>,B<,1>和B<,2>分别是同一螺管透镜加铁磁屏蔽回路之前和之后的中心点磁感应强度)与螺线管透镜几何参数(r,t)(注:r<,Z>=r/z,t<,Z>=1/z;其中,r,l,z分别是螺管透镜的内半径,线包厚度和不加铁磁回路前的纵向长度)的函数单值关系.基于Poisson程序计算数据,给出了设计螺线管透镜r<,Z>,t<,Z>,κ的三维κ-曲面图像,并用计算机拟合得出在常用范围内具有较高精度的经验公式,结束了多年来增强的系数κ无经验公式的历史.同时根据这个物理图像,编写了己知r<,Z>,t<,Z>查询κ的螺线管透镜优化设计的数据库文件SLD-Y.运用该文件进行了实际设计,得到了满意的结果.完成螺线管透镜的物理设计后,继续利用多种计算机语言对传输段的束流进行轨迹模拟,获得了在自由空间内传输质子在空间电荷效应作用下的位置计算简单方法,取得了进一步在Windows界面下对粒子轨迹进计算研究的经验.