中国散裂中子源靶站冷却水净化系统设计

散裂中子源是由加速器产生高能质子轰击重金属靶产生高通量脉冲中子的科学装置。中国散裂中子源（China Spallation Neutron Source,CSNS）主要由加速器、靶站和中子谱仪三部分组成。净化系统作为靶站水冷系统的一个组成部分,对CSNS的安全运行起着重要作用。本文主要介绍了CSNS靶站水冷净化系统的工艺流程设计、系统重要参数的确定、系统设备选型、控制仪表和系统布置的特点以及系统各种工况下运行操作方面的设计思路。     

散裂中子源与先进核能系统

散裂中子源的应用日益受到人们的重视。本报告仅对散裂中子源的历史、物理基础、对加速器要求、靶系统及其应用于先进核能系统作一般介绍。     

CSNS漂移管直线加速器水冷联锁系统设计

为了保证中国散裂中子源漂移管直线加速器安全、稳定、可靠地运行,利用横河FA-M3 PLC搭建了基于实验物理及工业控制系统软件框架的水冷联锁系统。该系统监测漂移管直线加速器冷却水系统流量开关、流量计和温度传感器的状态,并进行逻辑运算,为磁铁电源和射频系统提供联锁保护信号。目前,该系统已完成现场安装和调试,并已正式投入运行。     

基于中国散裂中子源的核数据测量

正中子核数据是先进核能系统研发、核天体物理、基础物理研究及国防科技发展中用到的关键数据。国际上自20世纪80年代以来,基于中高能强流脉冲质子加速器的散裂中子源已成为开展各种高水平中子核数据测量的重要手段。中国散裂中子源(CSNS)反角白光中子束线(图1)是我国首条基于散裂中子源的白光中子束线,将为我国开展高水平的中子核数据测量提供很好的条件,该束线已于2017年8月建成并投入使用,在11     

CSNS加速器报警信息订阅发布平台设计

为提高加速器运行的可用性。在中国散裂中子源加速器中,开发和部署了基于企业微信的报警信息订阅发布系统,这套系统极大方便了技术人员对于机器报警信息的获取和明显提高了设备故障维护的响应时间。     

高频超导电子直线加速器装置感生放射性模拟评估

利用MC法对高频超导电子直线加速器装置感生放射性进行模拟评估。模拟结果表明,结构靶件中部分活化核素活度浓度高于豁免值,低于低水平放射性废物上限值;室内空气中各活化核素活度浓度远低于对应的导出空气浓度;设备冷却水中各活化核素总活度浓度低于排放限值;混凝土中各活化核素活度浓度远低于豁免值。结构靶件中活化核素对室内感生辐射场贡献最大,其他介质中活化核素对感生辐射场的贡献可忽略。     

IAEA加速器驱动系统(ADS)中子学基准问题的计算

为了验证加速器驱动洁净核能系统研究拟采用的程序系统,对IAEA加速器驱动系统(ADS)中子学第一阶段基准问题进行了校算。其中,散裂中子源的计算采用LAHET程序;中子输运计算采用MCNP程序,核素的燃耗计算采用0RIGEN2。计算结果与IAEA的ADS研究协调项目组(ADSCRP)成员俄罗斯和瑞典的结果吻合较好。     

加速器驱动次临界系统高能核数据库的制作及应用

加速器驱动次临界系统(ADS)是带高能外源驱动的系统,其质子能量高达GeV,同时散裂反应产生的散裂中子能量分布跨度大。由于目前高能核数据库的缺乏,在ADS核设计方面堆芯部分是基于20 MeV以下中子核数据库进行分析研究的。本文主要基于日本的JENDL-HE-2007高能中子评价数据库,使用NJOY程序加工部分关键核素的ACE格式数据库NECL-HE/MC,并使用MCNPX程序在数据库方面采用的高能散裂物理模型和NECL-HE/MC核数据库进行计算验证。验证结果表明,本文制作的NECL-HE/MC核数据库在ADS核设计中基本可靠。另一方面,应用NECL-HE/MC分析研究了不同能量段的散裂中子源对ADS的外中子源效率的影响,数值结果显示2.5%的高于20 MeV的散裂中子源对ADS的总外中子源效率的贡献接近20%。     

治疗用放射性核素与散裂中子源

介绍了用于治疗的常用放射性核素。这些核素包括纯β发射体、伴随发射适合于显像的低能γ光子的β发射体以及内转换电子和俄歇电子发射体。分析了利用核反应堆生产治疗核素面临的困难，指出基于强流加速器的散裂中子源将是生产临床所需治疗核素的最佳途径。     

中国散裂中子源强流质子加速器设计、研制及调试运行

中国散裂中子源（CSNS）是基于强流质子加速器的大科学装置,通过高功率质子束流轰击重金属靶产生高通量中子用于开展中子散射研究,CSNS是世界上第四台、发展中国家第一台脉冲型散裂中子源。CSNS包括高功率强流质子加速器、中子靶站和中子谱仪以及相应的配套设施等。加速器由80 MeV负氢直线加速器、1.6 GeV快循环同步加速器及相应的束流输运线组成。CSNS加速器是我国第一台中高能强流高功率质子加速器,本文将介绍CSNS加速器的设计、关键技术、设备研制以及束流调试过程和其中关键问题。     

Nondestructive high-sensitivity measurement method for activation estimation in accelerator room concrete

This study established a method for easily and quickly estimating the specific activity produced in the concrete walls and floors of accelerator rooms during long-term operation of accelerator,for advanced zoning of activated/non-activated areas in planning the decommissioning of an accelerator.We propose a new,highly sensitive method for nondestructively estimating the specific activity in concrete that can be applied to activation zoning.In this method,instead of direct determination of the specific activities of important long-half-life radionuclides for decommissioning,such as ¹⁵²Eu and ⁶⁰Co,we determine the specific activities of short-half-life radionuclides,²⁴Na and ⁵⁶Mn,in situ to obtain neutron flux.The obtained neutron flux and accelerator operation history yield the specific activities of ¹⁵²Eu and ⁶⁰Co for the advance zoning of activated/non-activated concrete.This method is a powerful long-term prediction tool for concrete activation.     

基于Web的CSNS控制线缆信息管理系统研制

针对CSNS（中国散裂中子源）数目繁多、关系错综复杂的控制设备和线缆,使用MySQL建立了CSNS加速器控制线缆数据库,并建立了基于Web的CSNS控制线缆信息管理系统。在系统设计中,研究了IRMIS的数据库设计思想,并结合CSNS加速器控制线缆的实际情况,创建了符合CSNS需求的控制线缆数据库模型。该系统为将来CSNS控制设备及线缆的管理和维护提供了极大的便利。     

中国散裂中子源加速器注入束流损失调节研究

注入系统是中国散裂中子源（CSNS）加速器的核心组成部分，对束流功率提升和稳定供束运行具有重要意义。注入束流损失是快循环同步加速器（RCS）能否在高功率下运行的决定因素之一。本文首先研究CSNS加速器注入束流损失的主要来源，包括注入参数不匹配、注入方式选择、剥离膜散射粒子损失、未被剥离的粒子损失等。其次，根据加速器的束流调节进程，对不同来源的束流损失进行调节和优化，降低注入束流损失，提高注入效率。最后，总结注入束流损失调节结果，初步测量得到注入效率约99%，并对进一步降低注入束流损失、提高注入效率提出改进方法和意见。     

EPICS数据包捕获分析工具开发及其应用

加速器控制网内EPICS数据包的捕获分析,可对控制网内出现的与EPICS CA通信相关的问题进行快速定位,还可用于监测EPICS IOC活动状态以及记录对EPICS PV的写操作日志。使用PCAP应用接口可开发出捕获特定数据包的应用程序。本文介绍了基于PCAP接口开发的EPICS数据包捕获分析工具—cacap以及cacap在CSNS加速器控制系统中的应用。     

基于EPICS的注入凸轨脉冲电源控制样机研制

中国散裂中子源（CSNS）快循环同步加速器（RCS）是一台高束流功率质子加速器,凸轨磁铁脉冲（BUMP）电源是CSNS注入系统的重要设备。根据CSNS工程建设的要求,需在预研阶段研制一套凸轨电源控制样机,用于研究和解决控制系统建造中的一些关键技术。注入凸轨电源样机通过横河公司生产的WE7000测量系统实现对脉冲电源的控制,根据物理设计需要可完成对电源的任意波形给定输出并实现对电源输出波形的回采显示。本文主要介绍了基于EPICS系统的WE7000设备驱动的开发,以及在此基础上研制的注入凸轨脉冲电源控制样机的应用。通过联机测试的结果表明,该样机满足对注入凸轨脉冲电源的控制要求,达到了预研目的。     

中国第一台高性能白光中子源——CSNS反角白光中子源及其应用

基于中国散裂中子源（CSNS）建设的我国第一台高性能白光中子源--反角白光中子源（Back-n）是国际上综合性能最好的白光中子源之一，能区范围覆盖meV～百MeV，飞行时间测量分辨率可在全能区达到1%以内，中子注量率国际领先。自2018年3月建成以来，Back-n已开展了一系列的核数据测量实验、探测器标定实验、中子辐射效应实验和中子照相研究，科研产出效率非常高，实验数据质量达到了研究要求，为我国多领域的科学研究和应用研究提供了一个强大的平台。本文对该白光中子源的性能特点、已投入运行和规划中的核数据测量实验谱仪进行了综述，并指出了主要应用方向。     

CSNS中子带宽限制斩波器样机控制系统的设计与实现

中子带宽限制斩波器是中国散裂中子源(CSNS)飞行时间型中子散射谱仪中用于选择特定波段范围中子的装置,其控制系统要求能够实现斩波器相位信号与加速器定时信号同步并完成对斩波器运行状态监控的功能。本文针对控制指标的要求,阐述了控制系统的结构、控制原理及软件设计方案,并对系统控制精度和稳定性进行了分析。     

锦屏深地强流高压加速器控制系统的研制

本文介绍了锦屏深地强流高压加速器自动控制系统的基本结构、控制软件和安全联锁设计,阐述了该加速器在运行过程中高压打火产生的强干扰影响控制系统和相关设备的正常运行及在调试和实验过程中遇到的问题。通过分析原因,采取各种保护措施提高控制系统的抗干扰能力,确保控制系统和设备运行的稳定性。     

CSNS束流损失监测系统前端模拟电路设计

中国散裂中子源(CSNS)束流损失监测系统利用气体电离室来探测束流损失,电离室输出信号需在前端模拟电路中进行信号处理。本工作自主设计开发了束流损失测量系统前端模拟电路,采用跨导放大的方式实现了低重复频率、低占空比、弱电离室信号的电流 电压（I-V）变换测量。同时,电路还实现了对较大束流损失的快速响应,保障加速器设备的安全运行。联机测试结果表明,该电路满足系统要求。