双消色散270°偏转磁铁的物理设计

介绍了１４ＭｅＶ医用电子驻波直线加速器上所需用的２７０°双消色散偏转系统的物理设计过程与设计结果。系统的光路设计用ＴＲＡＮＳＰＯＲＴ程序计算，并且应用传输理论推导了双消色散满足的条件，两者结果一致；磁场计算利用ＰＯＩＳＳＯＮ程序完成，验证了磁铁中心磁感强度、好场区范围的场分布满足设计要求。此外，还研究了磁铁尺寸误差及安装误差对束流的影响，为工程设计和系统安装提供了依据。     

辐照加速器偏转磁铁调试的计算机模拟

通过对辐照加速器偏转磁铁的磁场分布进行粗测，建立合理的数学模型，并通过计算机进行模拟计算，从理论上找到使用偏转磁铁辐照电线电缆的最佳工艺参数，然后通过实验验证，方便快捷地找到了辐照加速器偏转磁铁工艺参数的最佳选择。     

90°偏转α磁铁设计

<正>束流经过常规的大角度偏转磁铁后,束斑密度分布会发生扭曲,图1为常规偏转磁铁出口的相图,可看出,X偏转方向已不是高斯分布,且后续光路不能再将束斑分布调整为高斯分布,这对后续的束流传输与操作产生不利影响,采用α磁铁则不存在此问题。常规的α磁铁的磁场梯度指数为1,入射角度为40.71°,即入射与出射束流夹角为81.42°。这种α磁铁水平偏转没有问题,但如果在垂直平面上偏转,其安装调试存在较大的困难,因此需设计90°偏转的α磁铁。为获得90°偏转,磁场梯度指数     

零空间色散90°偏转双磁铁系统

用矩阵法分析了双磁铁９０°偏转系统的传输特性，推导了零空间色散关系式。具体设计表明该系统具有良好的聚焦、色散特性，结构简单，比较适合行波医用电子直线加速器的需要。     

空间粒子探测器中的偏转磁铁设计

空间粒子探测器中,电子的混人是影响探测器寿命和仪器精确度的重要因素。通过有限元分析和模拟计算．设计出仪器探头中的偏转磁铁,除去一定能量范围内的电子,并将理论计算值与实验数据作了比较,得到了比较理想的结果。     

双聚焦无空间色散偏转磁铁

本文提出以双聚焦、无空间色散的设计原则,来代替常用的全消色差设计原则,使医用电子直线加速器的偏转磁铁能够具有更好的特性。为实用需要,探讨了缩短靶与磁铁出口的距离和改变入射角所引起的影响,以便减少旋转治疗头的回转半径和设计更轻巧的偏转磁铁。     

三块偏转磁铁组成的消色差系统

本文讨论了具有对称平面的、由三块偏转磁铁所组成的、偏转角度为任意的消色差系统。用矩阵法推导了该消色差系统的普遍表示法。最后,对偏转90°的消色差系统,给出了具体的计算,并应用于100 MeV电子直线加速器束流输运系统的实际设计中。     

EAST中性束注入器稳态偏转磁铁的参数设计与估算研究

中性束注入器偏转磁铁是剥离束流中剩余离子的关键设备,它与剩余离子吞食器等内部部件构成了中性束注入器的束偏转系统。束偏转系统的性能对中性束注入器束流的品质及其束传输效率发挥着重要作用。本文根据EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)中性束注入器对束偏转系统的要求,对其偏转磁铁各性能参数进行了估算。为中性束注入器设计了一台用以剩余离子180°偏转的偏转磁铁。该偏转磁铁采用H型二极电磁铁结构;其磁极端面设计为138cm×47cm的圆角矩形结构;其线圈设计为每侧2饼,每饼2层,每层8根的串联结构,导线选用外方内圆空心铜导体,以满足偏转磁铁稳态运行的需要。该设计的偏转磁铁在370 A励磁电流条件下,可提供80keV氘离子束偏转所需的磁场。实验测试结果显示:500 A励磁电流稳态运行条件下,偏转磁铁线圈冷却水温升约21.5℃,该设计结构的偏转磁铁满足EAST中性束注入器满参数稳态运行和未来运行参数逐步提高的需要。     

CYCIAE-30医用回旋加速器束流输运系统升级改造

在中国原子能科学研究院CYCIAE－30医用回旋加速器现有的束流输运系统的基础上，根据气体靶生产新品种医用同位素的技术要求，用TRACE－3D对束流输运系统的升级改造方案进行设计，包括束流线的总体布局和光学设计。根据束流光学设计的结果，〖JP3〗设计了新增束流线的磁四极透镜和偏转磁铁。     

直通道磁元件磁场测量

为使重离子束从注入器（ＳＦＣ）不经主加速器（ＳＳＣ）直接传输到实验终端。最近在兰州重离子研究装置（ＨＩＲＦＬ）上新建了直通管道系统。在该系统中有３台偏转磁铁和３台四极透镜。本文叙述了它们的测磁内容和方法，给出了激磁曲线、径向和轴向场分布、磁场梯度、等效长度等结果。结果表明：全部符合原设计要求，并有一定的余量。     

Panofsky magnet for the beam extraction from the synchrotron using a fast Q-magnet and RF-knockout

The fast control of the beam spill extracted from a synchrotron is a key function for the spot scanning irradiation in cancer therapy application. The authors propose an extraction method which uses the quadruple field of fast response, as well as the RF-knockout. A Panofsky magnet was developed as a quadruple magnet, with a frequency response of around 10 kHz. The Panofsky magnet has a rectangular beam aperture and plate coils attached to the pole face. A model magnet has been manufactured with ferrite, and static and dynamic magnetic fields were measured. From the measurement we observed that the effects of eddy current in the plate coils were large and the uniformity of the magnetic field gradient in the beam aperture was worse than ±5% with a plate thickness of 0.02 cm and a frequency of current of 10 kHz. For the future, in a detailed design the eddy current effects have to be taken into account.     

电子回旋共振离子源永磁体的优化设计

对永磁电子回旋共振(Electron cyclotron resonance,ECR)离子源磁场运用Poisson程序进行了模拟计算,将模拟计算结果和测量结果进行了比较.依据计算结果,设计加工了NdFeB(钕铁硼)永磁体,得到了比较好的磁场场形,并在ECR离子源调试中获得了较强的束流.     

复合材料圆管阻尼特性研究

本文采用复模量方法的Timoshenko梁理论和模态应变能法的Love一阶壳理论建立了复合材料圆柱壳动力学方程，进行了相应的模态测试，并与有限元及试验结果进行对比。本文计算结果与有限元及试验结果符合良好。根据所建立的动力学方程，分析了梁理论的局限性，研究了铺层角度、长径比、厚径比、边界条件及环向波数对复合材料圆管阻尼特性的影响。结果表明：壳理论模型能对复合材料圆管的弯振阻尼特性进行准确分析，梁理论模型仅在轴向振动损耗占优的情况下比较准确；一弯模态损耗因子随长径比的增大而减小，在大于10时趋于定值；厚径比对一弯模态损耗因子影响较小；一弯模态损耗因子随铺层角度的增大先减小再增大后轻微减小，在铺层角度<30°和>75°时，双边固支边界的一弯模态损耗因子最大，在30°~75°之间时，悬臂边界的最大。     

Analysis of transmission efficiency of SSRF electron beam transfer lines

1 Introduction The Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF) [1], as one of the national important scientific projects, is a third-generation intermediate energy, low-emittance and high-brightness light source under construction. The SSRF accelerator complex consists of a 150 MeV pre-injector (linear accelerator), a 3.5 GeV full-energy injector[2] (booster synchrotron and beam transfer lines) [3], a 3.5 GeV storage ring [4,5] and a series of synchrotron radiation beam lines and exp…     

紧凑型中高能同步加速器的物理设计

本文采用束流光学匹配软件优化组合磁铁布局得到一种紧凑型的同步加速器。该加速器具有周长短、磁铁孔径小、束流品质高等优点。注入和引出设计是此同步加速器的关键点,基于Matlab/AT开发了模拟软件,模拟研究注入和引出相关束流动力学问题。研究结果表明,该同步加速器束流品质优、注入效率高、引出束流损失低。该同步加速器可满足航天、材料和生物等多方面研究。     

100 MeV紧凑型回旋加速器主磁铁的三维磁场有限元分析技术

100 MeV紧凑型回旋加速器主磁铁的几何结构十分复杂,但为了形成加速器束流动力学所要求的磁场分布,本文对初步设计的磁铁进行必要的简化。综合采用各种适当的三维有限元网格剖分技术,对该磁铁的磁场进行数值分析,计算精度满足加速器物理设计的要求。     

SFC引出磁通道

在原有的ＨＩＲＦＬＳＦＣ引出系统基础上，设计了两个无线圈磁通道。一个通道将ＳＦＣ边缘场改变成正梯度的线性分布场，使引出束流在径向聚焦；另一个通道屏蔽一部分边缘场，使引出束向大半径方向偏转；此外，还设计了１２０°对称的假磁通道，以平衡磁通道给ＳＦＣ带来的一次谐波扰动场。实际的测磁结果表明，磁通道达到了设计的理论要求。此设计完善了ＳＦＣ束流引出系统。     

30MeV(P)可变能量回旋加速器的物理设计思想

文章论述了扇型聚焦等时性回旋加速器的物理设计方法。它把理论计算和电场、磁场的实际模拟工作紧密结合,并藉助计算机计算了在各种初始条件下被加速粒子的静态和动态下的动力学特性。该法曾应用在上海原子核研究所回旋加速器改建工程的物理设计中,并取得实际效果。     

Operation of the ITER Electrostatic Residual Ion Dump with a Perturbed Field

ITER will use a novel electrostatic method to remove the unwanted residual charged component from the neutral beam injectors in place of the usual magnet separation system. This technique has not been tested experimentally and is subject to the additional complication of plasma formation perturbing the electric field. Previous calculations have shown that whilst this is not significant for the 1 MeV heating beam systems, the lower energy diagnostic beam system will be susceptible. An analytical model of the electrostatic dump has been developed that includes the perturbation of the vacuum electrostatic field by both plasma and the separating positive and negatively charged residual beams. An approximate solution of Poisson’s equation is formulated that allows analysis of the space charge field when plasma density is insufficient to ensure zero electric field at the anode. The resulting modified electric field is then incorporated into a particle trajectory code to determine the deposition of the residual ions on the ERID panels. It is shown that the effect of plasma formation is to introduce an asymmetry into the deflecting field and the effect of the separating charges is to weaken the deflection of the residual beams. As a consequence the reference design for the ITER diagnostic beam will not collect all of the residual ions and it is recommended that the deflection voltage be increased by at least 50%.     

复旦大学单粒子微束研制进展

建设了一基于复旦大学2×3 MV串列加速器的单粒子微束装置。离子束经分析磁铁30°水平偏转传输后再经90°偏转磁铁竖直上行至辐照终端,以内径1.5 μm的毛细玻璃管微准直器获取离子微束。采用薄膜闪烁体结合光电倍增管的探测结构对微束离子进行精确探测和计数,并以高压静电偏转开关快速关断束流以实现对离子数目的精确控制。目前实验已获得在质子能量为3 MeV时,能散（能量分布曲线中半高宽FWHM）<60 keV、束分辨<2.2 μm、定量照射精度>95%的质子微束。本文对复旦大学单粒子微束的束流管道设计、微束获取、束开关及单粒子探测等核心环节的研制进展进行介绍。