书名：粒子加速器磁铁原理
定价：79.0
ISBN：9787030853288
作者：陈沅,黄永盛,付松
版次：1
出版时间：2026-06

内容提要：

本书是一本初步介绍粒子加速器磁铁设计理论、优化方法和测量基础的图书，主要介绍高能同步粒子加速器磁铁的理论知识，涉及的数理基础包括复分析、电动力学和加速器物理。全书共9章，主要包括常温电磁铁的概述、安培环路定理的应用、磁场复分析描述、保角变换的场扰动理论、空心线圈场的围道积分理论、永磁磁铁的复分析理论、磁场测量基础和磁极面遗传算法优化方法。为方便读者研读，书中给出了所有理论结果和例题的详细推导和解答，希望能为磁铁设计人员打下坚实的基础。

目录：
目录
序言
前言
第1章 同步加速器磁铁概述 1
1.1 束流为什么需要磁铁 1
1.2 加速器铁芯磁铁的分类 2
1.2.1 二极磁铁 2
1.2.2 四极磁铁 4
1.2.3 六极磁铁 6
1.2.4 八极磁铁 7
1.2.5 校正磁铁 8
1.2.6 螺线管 9
1.2.7 其他类型的磁铁 10
第2章 磁场方程与磁铁参数的确立 12
2.1 磁场方程 12
2.2 磁铁参数的确立 14
2.2.1 H型二极磁铁励磁参数 14
2.2.2 C型切割磁铁漏场 15
2.2.3 Lambertson型切割磁铁漏场 16
2.2.4 四极磁铁的励磁 17
2.2.5 六极磁铁的励磁 20
2.2.6 Cosine-θ型线圈励磁 20
2.2.7 磁铁的功率 22
2.2.8 线圈水冷却系统参数 24
2.2.9 力和电感 25
2.2.10 磁滞损耗 26
第3章 磁场的复分析描述 28
3.1 复分析简要回顾 28
3.2 磁场的复表象 29
3.2.1 复磁势F(z)的构造 29
3.2.2 复磁场B(z)的构造 32
3.2.3 多极磁场的复磁势 33
3.2.4 复磁势的内禀约束 36
3.2.5 对称极面的约束 40
3.2.6 磁场质量的评估 41
3.3 二、四、六极组合功能磁铁 42
第4章 极面轮廓的保角变换 44
4.1 为什么需要保角变换 44
4.2 保角变换示例 45
4.2.1 条带磁极产生的场 45
4.2.2 矩形磁极的边缘磁场 48
4.3 多极磁铁的保角变换 52
4.3.1 四极极面和二极极面的关联 52
4.3.2 六极极面和二极极面的关联 57
4.3.3 二极、四极组合磁铁极面的变换 58
第5章 磁场扰动理论 65
5.1 再论对称性 66
5.2 磁极的误差和变换 70
5.3 2N极磁铁磁场扰动理论 73
5.3.1 2N极极面到单位圆的保角变换 73
5.3.2 场扰动系数 76
5.3.3 场扰动计算的示例 78
5.3.4 辐角φ和ψ的关系 80
5.3.5 参考极头误差的刻度 82
5.4 场扰动理论的应用 88
5.4.1 扰动场的计算 88
5.4.2 校正线圈设计 93
第6章 电流域的磁场 102
6.1 线电流的复磁势 104
6.2 任意截面导体的复磁场 106
6.2.1 直边多边形导体的复磁场 107
6.2.2 等角N边形导体的复磁场 109
6.3 导体内部的复磁场 113
6.4 格林公式的复形式 114
6.5 复函数的柯西积分定义 117
6.6 围道积分的应用 118
6.7 超导线圈的场计算 125
6.7.1 线电流的多极场展开 126
6.7.2 线圈的多极场 127
6.7.3 线圈对称性与谐波场的关系 133
6.8 铁壳的作用 135
第7章 永磁多极磁铁 137
7.1 稀土永磁材料 137
7.2 永磁材料的场方程 140
7.3 永磁材料的复分析描述 145
7.4 永磁多极磁场 149
7.5 2N极分体永磁铁 151
7.5.1 梯形分体永磁铁 153
7.5.2 扇环分体永磁铁 155
7.6 分体永磁铁的外部场 157
7.7 分体永磁铁的场扰动 158
7.8 永磁体受力——2θ定理 161
7.9 永磁磁路理论 163
第8章 磁场测量初步 169
8.1 霍尔片测量原理 169
8.2 霍尔片测量装置 170
8.3 径向旋转线圈测量原理 174
8.4 一个例子：四极磁铁的旋转线圈测量 188
8.5 切向旋转线圈测量原理 192
8.6 旋转线圈测量装置 194
8.7 张力线测量基本原理 198
8.8 脉冲磁场测量基本原理 202
第9章 多目标遗传算法与磁场优化 205
9.1 NSGA2算法 206
9.1.1 一些基本定义 206
9.1.2 NSGA2算法的核心 207
9.2 基于NSGA2算法的四极磁铁极面优化程序 211
9.3 等时性回旋加速器磁铁 214
参考文献 219
后记 221