用于脉宽压缩的Mobley磁铁均匀场和边缘场的测量及均匀度的提高

Mobley磁铁是2.5MV质子静电加速器毫微秒束流脉冲化研制中一个很关键的装置。它的作用是将加速器头部切割出的10—15ns脉冲束流经过加速后在尾部压缩成1—2ns脉冲束。Mobley磁铁的性能对脉冲束在靶上的脉宽及斑点大小起着重要的作用。要求磁场有±5×10~(-4)的均匀度。该磁铁采用了积木式等结构。通过测磁发现,磁场的均匀度只有±7×10~(-4),不     

一个用于束流脉宽压缩的Mobley型宽窗磁铁

本文描述的Mobley型宽窗磁铁是安装在我所2.5MeV质子静电加速器中,为获取1ns脉冲束装置的一个关键设备。在加速器电压为1.5～2.3MeV、粒子能散度0.5％左右时,对H~ 和D~ 束可分别将10～15ns脉冲束压缩或0.9～1.1ns和1.3～1.5ns,靶上最佳束斑3×4mm~2。     

CIAE’CRM脉冲化注入线中束流的耦合效应

中国原子能科学研究院将基于强流回旋加速器综合试验装置——10MeV中心区实验台架（CRAM）新建1条注入能量为40keV的脉冲化注入线,进行脉冲化实验研究。根据脉冲化的具体要求,束流切割器将使用频率2．2MHz的正弦波,由切割器切割后产生的脉冲重复频率为4．4MHz,可接受的脉冲宽度为7ns,相对应的相宽为士3°@2．2MHz。束流切割器将会导致束流的纵向一横向的耦合,同时螺线管透镜会导致束流在横向产生x-y之间的耦合。     

2.5MeV质子静电加速器lns宽度的脉冲束流测量

本文介绍了2.5MeV质子静电加速器1ns宽度的脉冲束流的一种测量方法和装置,给出了测量结果。该装置由同轴深筒接收靶、t_t≤0.4ns的亚毫微秒脉冲放大器和取样示波器(SQ10)组成。说明了同轴深筒靶的次级发射效应对靶上脉冲波形基本没有影响。     

HLS脉冲八极磁铁注入方案设计与研究

脉冲多极磁铁注入方法是近年来储存环上新兴的一种束流注入方案,具有注入元件少和对储存束流扰动小等优点。本文研究了在合肥光源(Hefei Light Source,HLS)上储存环采用单块脉冲八极磁铁实现束流注入的设计方案。通过物理过程推导和计算,在储存环上选择合适的八极磁铁的安装位置,初步确定相应的磁铁参数。对注入过程进行跟踪模拟,结果验证了注入束流的存活效率较高,对于储存束流的扰动比脉冲四极磁铁和脉冲六极磁铁注入方法更小,证明了在HLS上采用单块脉冲八极磁铁完成注入过程是可行的。     

HLS脉冲四极磁铁注入方法设计与研究

介绍了一种采用脉冲四极磁铁实现储存环束流注入的新方法.通过物理计算和注入过程数值模拟研究,确定了储存环上安装脉冲四极磁铁的位置和强度,并通过模拟计算评估了注入过程中注入束流存活效率和对储存束流的影响,证明了在合肥光源采用脉冲四极磁铁完成束流注入过程的可行性.     

脉冲电流相位检测与反馈系统设计

大多数环型加速器引出束流方向受冲击磁铁的磁场控制,引出冲击磁铁脉冲电源输出的脉冲励磁电流抖动和漂移过大会降低束流引出效率,主要来源于触发系统、闸流管、环境温度变化等[1]。国内抑制引出脉冲电源输出电流相位偏移的相位检测及反馈系统尚属空白。针对中国散裂中子源(CSNS)快循环同步加速器(RCS)引出脉冲电源的需求,设计一种TDC芯片+FPGA结构的输出脉冲电流相位检测及反馈系统,通过研究TDC芯片和FPGA间的数据传输方式、基于FPGA的串口通信及反馈控制算法,实现电源输出电流相位ps级精度实时检测及偏移量反馈,反馈调整步长5 ns,为脉冲电流高精度相位检测与锁定提供了新方法。     

ns-200中子发生器束流脉冲化技术研究及束流传输模拟计算

在ns-200中子发生器上开展了束流脉冲化技术研究工作,采用正弦波速调管聚束方法设计了束流脉冲化系统,研制了高频电源系统、脉冲测量系统和远程自动控制系统.运用LEADS软件,进行了束流传输的模拟计算,并显示了束流传输包络曲线.整机安装调试获得了半高宽小于3.5ns、峰值电流大于1mA的聚束脉冲,束流稳定,各项指标达到技术要求.目前,已长期投入脉冲运行,完成了多个物理实验.     

BPL 750 keV束流输运线上四极磁铁的设计

一、引言自从北京质子直线加速器的10 MeV段1982年底出束以来,于1985年已将其能量扩展到35 MeV,脉冲流强达到70 mA,作为从高压倍加器至质子直线加速器之间的750 keV束流输运线,经历了10 MeV和35 MeV两个阶段的调试和运行。它有效地将质子束流从高压倍加器输运到直线加速器,传输效率达到设计指标。本文介绍安装在这一束流输运线上的四极磁铁的设计、磁场测量结果及实际运行情况。     

串列加速器质谱计束流传输系统的设计特点

串列加速器用于测定~(10)Be为例,阐述质谱计(AMS)束流传输系统的设计特点。实现了对高丰度稳定同位素强峰拖尾的有效抑制和束流“平顶传输”,以及确定分析缝宽和解决加速电压的稳定。得到注入系统分析磁铁的质量分辩率R_(10)~(-5)为66,高能分析磁铁的质量分辨率R_(10)~(?11)≥176。     

A large solid-angle secondary-beam collector using an axially symmetric superconducting magnetic field

A new type of beam collector for light secondary charged particles (“Large ω” beam course) was designed and constructed at the RIKEN Ring Cyclotron (RRC). It makes use of the focusing properties of an axially symmetric magnetic field produced by three short superconducting coils. The system sees the target at right angles to the primary beam, and covers a solid angle of about 600 msr. It has been used mainly to transport surface muons from the decay of pions produced in nucleus-nucleus collisions. The large collection efficiency of surface muons by this collector helped us to obtain valuable data on the production cross section of low-energy pions (below 10 MeV) in reactions of 135 MeV/u ¹⁴N beam with various target nuclei. Its future development will also be discussed.     

CYCIAE-100的直流流强监测器研制及实验验证

100 MeV强流质子回旋加速器（CYCIAE-100）加速H^-,引出质子束能量为75~100 MeV、最大束流强度为200 μA。为对束流输运线上的质子束流强度进行无阻挡实时监测,选择了直流流强监测器（DCCT）,其在设计上考虑了空间限制、杂散磁场和外部高频干扰信号等因素对探头的影响。探头外采用了三重磁屏蔽设计,磁屏蔽外为1层黄铜的电屏蔽。采用了绝缘垫圈隔断束流输运线的直流导电性,束流输运线管壁通有冷却水以保证探头温度稳定。在绝缘垫圈处增加电容以满足探头对电容值的要求。采用高精度PLC-AI模块对DCCT的输出电压进行了读取。通过模拟束流的实验验证表明,DCCT设计合理可行,测量结果的线性度、误差等指标符合设计要求。     

Characteristics of the beam injection system in an electron LINAC

The main characteristics of an electron beam injection system are described; the system is used for injecting and focusing electron beams into the acceleration structure of an 10 MeV linear electron accelerator. The beam injection system consists of a Pierce convergent diode-type electron gun with pulse modulator for power supply and a thin axially symmetric lens. The perveance and the capture coefficient were optimized by the analogical resistors network. This type of injection system was used in the linear electron accelerators: ALIN - 3 MeV, ALIN - 10 MeV and ALID − 8 MeV, performed at NILPRP^∗ Bucharest, Romania.     

10~(11)瓦强流相对论性电子束加速器

本文是我们所研制的10~(11)瓦强流相对论性电子束加速器的总结报告。文章给出了该设备的指标、技术数据、各部份结构及实验结果。我们对整个设备进行了较全面的测试,设计与实测值基本一致。     

多束脉冲作用下韧致辐射转换靶照射量模拟

20MeV的强流脉冲电子束经加速聚焦后轰击韧致辐射转换靶,在产生脉冲X光的同时将大量能量沉积在靶内,导致靶材迅速膨胀飞散。在多个束脉冲作用下,后续脉冲由于靶材密度的降低可能无法产生足够的X光照射量。本文采用Monte-Carlo软件MCNP以及流体动力学软件ANSYSAUTODYN对靶材的动力学响应以及各脉冲所能产生的照射量进行了数值模拟,结果表明,在3个间隔500ns的20MeV、2kA、70ns、束斑1.5mm（FWHM）的电子束脉冲作用下,X光照射量无明显降低。     

100 MeV强流质子回旋加速器超高真空系统研制

中国原子能科学研究院建成了一台强流质子回旋加速器,其引出能量为100 MeV,流强为200 μA。为减小粒子加速时束流损失的目的,其粒子加速腔内工作真空度要求为6.7×10^-6 Pa。由于是紧凑型加速器结构,该加速器能提供给真空系统利用的通路有限,为此主真空系统设计为内置式低温冷板结合商业低温泵的排气方案以增加系统整体的抽气能力。设计、加工完成的真空系统已成功应用于100 MeV强流质子回旋加速器上,为加速器的束流调试和正常供束提供了有利的保障。     

高平均束流功率辐照加速器加速结构的研究

本文介绍了10 MeV/100 kW的高平均束流功率工业辐照加速器束流动力学模拟结果及其加速结构的优化设计结果。加速器采用驻波双周期轴耦合结构,1个加速腔和1个耦合腔构成1个加速单元,其工作频率为325 MHz,工作模式为π/2,加速腔和耦合腔之间通过耦合狭缝在轴向以磁耦合的方式耦合在一起。使用SUPERFISH优化加速腔的有效分路阻抗、Kilp系数等关键参数。束流动力学方面,使用PARMELA模拟论证在粒子源提供2.5 keV、500 mA的电子束后,通过6个加速腔可得到10 MeV/100 kW的平均束流功率。加速腔优化完成后使用CST对耦合腔进行了设计,此时由6个加速单元组成的加速结构有效分路阻抗为23.9 MΩ/m、无载品质因数为29 347,各加速腔与相邻的耦合腔耦合系数为4.7%,工作模式与其相邻模式的最小频率间隔为2 MHz,每个加速单元功耗为290 kW。     

基于SCA波形采样读出电子学的CSNS Back-n中子飞行时间测量

中国散裂中子源(CSNS)反角白光中子束线(Back-n)对中子核数据测量和核技术应用等多个领域均有重要意义。为监测其中子束斑轮廓、束流密度及束流能量,研制了由镀硼微网格气体(Micromegas)探测器构成的束流剖面监测装置,并通过测量中子的飞行时间(TOF)来获得能量信息。采用基于开关电容阵列(SCA)专用集成电路(ASIC)的波形采样电子学系统,实现了128路Micromegas探测器阳极条信号的低噪声放大、成形和波形数字化,在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片中实现了对信号过阈时间的实时测量,其量程为650 ns～10 ms,电子学时间分辨好于10 ns。在CSNS Back-n上开展实验,成功获得了中子束流剖面及10.65 μs～10 ms范围的飞行时间谱,对应的中子能量范围约为0.16 eV～0.14 MeV。利用钽、钴等吸收体进行了中子共振吸收峰的检验,验证了读出电子学系统的功能及飞行时间测量的正确性。     

用于2.5MeV质子静电加速器ns脉冲装置的晶体管移相倍频器

本文介绍一个幅-相和相-幅特性均优良、能跟随加速器长期稳定运行的晶体管移相倍频器。它用于我所2.5MeV质子静电加速器ns脉冲装置的电子线路中。调节该器输出电压幅值和相位,能有效地控制频率为2MHz、宽度为10—20ns的脉冲束沿中心轨道横向偏转的张角大小和对称性。