国家目标引导下的大科学工程——以北京正负电子对撞机为例

大科学工程是实现国家重要科学技术目标的大型科研设施，在推进国家科学技术发展与实现国家目标过程中具有不可替代的作用。北京正负电子对撞机是我国大科学工程的代表。自20世纪80年代以来，其建设、运行和改造都紧密结合国家目标，在推进科学研究、发展高新技术、实现成果产业化等方面，做出了突出贡献。本文以此为案例讨论大科学工程与国家目标之间的关系。     

北京正负电子对撞机同步辐射X射线能谱的测量

本文提供了北京正负电子对撞机同步辐射光束线上X射线能谱的首次测量结果,文章对探测器和谱仪系统、测量方法及数据分析予以扼要的描述。     

北京正负电子对撞机次级束质子单粒子翻转计算和试验研究

北京正负电子对撞机(BEPC)电子直线加速器试验束打靶产生的次级束中包含质子,其中能量约为50MeV~100MeV的质子占有很大比例,这弥补了国内高能质子源的空白。本工作计算得到次级束中的质子能谱,建立质子单粒子翻转截面计算方法,在北京正负电子对撞机次级束质子辐射环境中,计算静态随机存取存储器的质子单粒子翻转截面,设计了SRAM质子单粒子翻转截面测试试验,发现SRAM单粒子翻转和注量有良好的线性,这是SRAM发生单粒子翻转的证据。统计得到不同特征尺寸下SRAM单粒子翻转截面,试验数据与计算结果相符,计算和试验结果表明随着器件特征尺寸的减小器件位单粒子翻转截面减小,但器件容量的增大,翻转截面依然增大,BEPC次级束中的质子束可以开展中高能质子单粒子效应测试。     

基于BEPCⅡ数字束流位置测量系统电子学系统的设计与实现

BEPCⅡ加速器的束流位置测量系统（BPM）模拟电子学经过十余年的运行逐渐老化，故障率上升，亟需进行升级改造。本文根据该需求，自行设计了基于BEPCⅡ系统参数的数字BPM电子学系统，内容包括模拟信号处理电子学、数字信号处理电子学、BPM固件算法逻辑、数据获取软件以及系统测试等多个部分。设计的数字BPM电子学系统经实验板级性能测试、实验室系统测试以及在线束流测试，结果表明该系统能满足BEPCⅡ装置对束流位置测量的需求。     

BEPC储存环同步光束流测量光学系统

概括了同步光束流测量的特点,简单描述了北京正负电子对撞机(BEPC)现有同步光束流测量系统.根据BEPC改造对同步光束流测量系统提出的最新指标,提出了改造原有系统的新方案.对同步光引出镜进行了全新设计;采用高分辨率面阵CCD实现束团横截面尺寸测量、束团强度测量和束团位置检测;采用条纹相机实现束团纵向长度的测量;利用Zemax程序对新方案进行成像质量分析,束团纵向长度测量分辨率为2ps,束团横截面尺寸测量分辨率为20μm.     

BEPC束测系统数据存储管理模型

着重讨论了建立BEPC数据存储管理系统模型的系统结构和基本方法。从BEPC数据结构分析、数据采集、数据处理过程、系统结构设计、实验方案选择、关键技术以及图像处理等方面详细介绍了系统模型的实现过程．完成了从系统实验软硬件平台的建立到数据装入、数据库建立、数据存取以及数据图形处理等功能。     

BEPC Ⅱ超导腔低温氦制冷压缩机压力控制

结合双螺杆变频调速压缩机在BEPCⅡ低温系统上的应用,研究压缩机吸气压力和排气压力控制方法。根据制冷机控制系统的PLC程序,得出压缩机吸气压力和排气压力的控制方法,并通过BEPCⅡ低温系统的实际运行情况对研究结论进行验证。     

北京e/π试验束多丝室的能量分辨和位置分辨研究

本文描述了BEPC(北京正负电子对撞机)直线加速器附设e/π试验束多丝正比室的能量分辨和位置分辨研究.室采用阴极条感应读出分辨粒子位置,阳极信号作粒子能量分辨.对5.9 keVγ,获得17%的能量分辨和0.24 mm的位置分辨.对1.1 GeV电子,得到0.3mm的位置分辨.分析了室制造中各种因素对室能量分辨的贡献,由此估计室的这一参数.研究了能量分辨随阳极高压的变化关系,发现存在能量分辨最小值,并与估计相吻合,文中还对其机理进行了讨论.     

基于WEB的BES数据存储系统模型

讨论了基于WEB的数据存储系统模型的系统结构和基本方法。从BES数据结构分析、数据处理过程、系统结构设计、实验方案选择、关键技术以及图像处理等方面详细介绍了系统模型的实现过程，守成了从系统实验软硬件平台的建立到数据装入、数据库建立、数据存取、数据远程处理以及数据图形处理等功能。     

北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)束流注入区辐射场研究

北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)正负电子束流注入阶段的束流损失,影响储存环束流注入区及防护区辐射场。本文利用束流损失监测系统(BLM系统)分析了束流注入阶段注入区束流损失的位置和束流损失率,并结合FLUKA软件模拟计算对撞实验模式下束流注入阶段注入区的辐射场。结果表明:注入阶段注入区及其下游束流损失明显;辐射场内粒子能谱情况是中子为宽能谱且各向同性,切割磁铁 (铁靶)出射蒸发谱峰窄,峰值约为0.9 MeV,直接发射谱不显著;真空管(铝靶)出射蒸发谱峰宽且直接发射谱显著,峰值分别为4 MeV和20 MeV;光子能谱峰窄且前向性明显,能量在5 MeV以下分布集中;中子与光子剂量率水平相当;注入阶段比非注入阶段剂量率高约2个数量级;对撞实验模式下,实验测量整个运行阶段储存环光子剂量率平均水平约为1 000 μSv/h,中子剂量率比光子剂量率低1个数量级。