加速器用束流均匀化用非线性磁铁设计

在某些工业电子辐照场合,对束流辐照均匀度要求很高。为开发这种领域的电子辐照应用,需要对束流均匀辐照进行研究。目前,国外采用的束流均匀化器件是非线性阶梯场磁铁（图1-3）。     

电子辐照加速器束流扫描均匀化研究

本文对标准三角扫描波形产生的扫描不均匀度进行了理论推导,并给出了直观的图形函数。由于扫描磁铁感性负载的特性,其方波输入电压的扫描波形本质上应为指数波形,对其进行了理论公式推导,结果表明,指数波形的扫描不均匀度与标准的三角波形的扫描不均匀度是相同的。     

钛膜的保护及束流均匀化研究

10MeV电子辐照加速器的电子束要通过一个很薄的钛膜。由于钛膜不但要隔离真空，还要让电子束能穿过，不能做得很厚。而电子束的功率很高，最高可到15kW，束斑又很小，直径只有11mm。电子束正常的工作状态是通过扫描磁铁将束斑均匀扫开，以降低钛膜单位面积上的功率。如果束流长时间轰击一点，钛膜会很快被打穿，使得加速管的真空被破坏，电子枪被氧化中毒。     

均匀场双聚焦偏转磁铁的束流光学研究

本文研究均匀场双聚焦偏转磁铁的束流光学性质。文中得到了入射束和出射束轴对称情况下磁铁的双聚焦条件,导出了物腰和象腰的特征长度、物距、象距和磁铁的入口倾斜角、出口倾斜角、偏转角之间的关系。考虑了由于实际边缘场的延伸而引起的修正。     

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。     

对束流均匀化扫描装置的性能改进方法

介绍了对束流均匀化扫描装置三角波电流功率源性能的改进，通过对设备电路改进和设备结构的改造，在重离子对作物种子的诱变育种，生物效应研究以及用重离子束注入处理金属，塑料等使其表面变性的实验中，取得了很好的效果。     

同步辐射源磁铁聚焦结构

本文对电子能量为400 Mev的同步辐射源磁铁聚焦结构作了研究。评述了选择工作点的原则;给出一种计算磁铁聚焦结构强度范围的办法;讨论了磁铁聚焦结构最佳的条件。计算结果证明一个三透镜组加上具有梯度的弯转磁铁组成的交变梯度聚焦形式是低能同步辐射源最好的磁铁聚焦结构。     

束流均匀性测量前端读出电子学电路的设计

针对重离子治癌中的束流监测需要,用T型反馈电阻网络组成的电流-电压转换(IVC)电路将大面积二维位置灵敏平行板雪崩探测器( PPAC)输出的多路10pA～100 nA的微弱电流转换成-2V～-20 mV的电压信号,配合数据获取处理系统实现了近代物理研究所重离子治癌中的束流均匀性测量.实验表明该电路具有速度快、精度高等优...     

100 MeV强流质子回旋加速器束流输运线上旋转扫描磁铁设计

加速器引出束流分布一般都是高斯分布,而在很多束流应用中都需要均匀分布的束流,为此目的设计了旋转扫描磁铁。旋转扫描磁铁形成一垂直于束流传输轴向均匀旋转磁场,在该磁场作用下,通过旋转扫描磁铁的束流也会随磁场的旋转而旋转,从而提高束流的均匀度。其旋转过程如图1所示。外两相电流都是相同的直流电,这种情况下所形成的磁场方向不会变化,可用特斯拉计进行测量,其具体结果如图4所示。由图可见,理论计算和实际测量值间的误差小于2.2Gs,精度约1%,该旋转扫描磁铁即将在30MeV回旋加速器的123I束流线上试用,也用于100MeV回旋加速器的质子…     

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。     

束流脉冲化系统中切割器的高频匹配设计

束流脉冲化作为加速器工程的一个重要组成部分,在核物理基础研究和核数据测量等方面有重要应用。按照课题需求,束流切割器将使用中心频率为2．2MHz,电压幅度为6kV的正弦波。本文介绍切割器的高频匹配设计和实验验证,并提出改进方案。     

15 100MeV强流质子回旋加速器束流输运线上旋转扫描磁铁设计

加速器引出束流分布一般都是高斯分布，而在很多束流应用中都需要均匀分布的束流，为此目的设计了旋转扫描磁铁。旋转扫描磁铁形成一垂直于束流传输轴向均匀旋转磁场，在该磁场作用下，通过旋转扫描磁铁的束流也会随磁场的旋转而旋转，从而提高束流的均匀度。其旋转过程如图1所示。     

FEL-THz束流收集器设计

束流收集器是加速器末端吸收高能粒子束的主要部件。本文针对中国工程物理研究院正在研制的自由电子激光相干强太赫兹源(FEL-THz)装置8 MV/5mA准连续电子束设计束流收集器,其内表面吸收平均功率达40kW。通过对收集器结构优化和四级磁铁对电子束扩束,将收集器长度控制在1.2m以内。优化收集器水冷结构及水流速度,使收集器的温度控制在355 K,满足高平均功率FEL-THz装置的使用要求。     

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。     

偏转磁铁的六维传输矩阵

本文给出在实空间为平面曲线坐标和相空间为六维循环坐标的情况下,离子束团在静磁光学元件的六维相点运动方程组,从此方程出发导出了偏转磁铁的六维线性传输矩阵,并进而给出了由于横向对纵向的耦合效应所引起的脉冲宽度修正公式。     

HIRFL束流诊断系统软件设计

具体描述了在Ｗｉｎｄｏｗｓ９５环境下ＨＩＲＦＬ束流诊断系统软件的设计过程与方法,对系统的界面设计进行了讨论,新设计的系统在反应速度,稳定性和操作方便性方面都有很大的提高。     

Kicker磁铁电源控制系统设计

兰州重离子加速器冷却储存环包含多个注入和引出环节,其中较为关键的是CSRm的引出和CSRe的注入系统,其时间控制精度直接影响束流的注入引出效率。本文采用先进的ARM+FPGA技术实现对踢轨电源系统的精确控制,其时间控制精度达ns量级。ARM主要实现控制数据的下载与上传,踢轨系统的控制时序主要通过FPGA编程完成。远程时序控制信号均通过光纤传输,同时对踢轨电源的电压给定采用数字电位器技术实现,给定精度达0.1%。     

HEPS磁铁电源控制系统设计

介绍了高能同步辐射光源中磁铁电源控制系统的设计。该系统硬件部分包括嵌入式边缘计算控制器Atlas 200和数字电源控制模块。在主控模块Atlas 200中运行EPICS IOC,其设备驱动基于StreamDevice开发,通过Modbus-TCP协议与数字电源控制模块通信,进而实现对磁铁电源的远程控制及未来可扩展的智能控制。上层人机界面采用CS-Studio开发,能够直接控制并保护电源运行状态。本系统已完成离线测试,控制功能均可正常运行。     

100 MeV质子回旋加速器的束流均匀性诊断

正束流均匀性是辐射生物学效应研究中的重要参数。使用中国原子能科学研究院100 MeV回旋加速器引出的1 Gy剂量的质子,分别照射了EBT3剂量胶片和热释光CTLD-100(LiF:Mg,Ti)探测器阵列,对辐射效应研究实验终端的束流的照射野均匀性进行了诊断。图1为获得的剂量胶片照射野照片以及分析得到的胶片灰度分布二维图,结果表明,在48mm×48 mm范围内,100 MeV质子的均匀性为96.3%。表1列出了分布在53mm×53mm面积上的热释光探测器阵列中各位置热释光片的相对测量值,结果表明,在48mm×48mm范围内,照