加速器物理|带电粒子束的品质参数

    表征粒子束流品质的参数主要有能散度、发射度和亮度，为此，现分述如下。

1．  能散度

   能散度（δε）是束流中带电粒子能量分散的程度。表示式为：

式中⊿ε_1/2为粒子束流强度随能量的分布曲线中，流强为最大值一半处的能量宽度，即半高宽（FWHM），也就是能量分散。ε₀为流强峰值处所对应的能量。

2．  发射度

    束流发射度常用带电粒子运动所在的相空间中所包围的面积即发射面积（简称相面积）A除以π表示；即

发射度的单位为米•弧度（m•rad）

a)         亮度

    亮度是束流在相空间的密度。所以亮度不只与流强有关，还与粒子的状态有关，即与发射度有关。显然，流强高的粒子束，其亮度不一定高。如果把流强高而发射度也很大的束流送入加速器，大部分粒子将不能顺利地加速到预定的能量。

    亮度的定义有两种：

① 通过单位粒子束截面、单位立体角的束流强度称为亮度。

设粒子束流强度为I，粒子的发射度为Є，则粒子束的亮度B为：

亮度的单位为A •m^-2•rad^-2

② 亮度为在四维相空间（x，y，x’，y’）内的粒子束流密度