同步辐射单色器晶体冷却结构的研究

双晶单色器第一晶体热变形问题是同步辐射光源的光束线设计制造关键技术之一.本文以减少晶体热变形为研究目的,分析了同步辐射双晶单色器第一晶体热变形的原因,阐述了冷却结构的原理,并采用有限元方法对这种机构进行模拟分析,结果表明,此种机构能较大幅度降低晶体的热变形.     

双晶单色器固定高差相对检测技术研究

简述了同步辐射光束线中双晶单色器的基本原理和固定高差原理,介绍了固定高差相对变化的离线检测方法,并对该检测技术进行精度分析.结果表明:影响检测精度的主要因素是光斑判读精度,检测实例显示,检测精度可达4.9μm,满足精度需求.     

可变包含角单色器的双轴平行度误差分析和测试

估算了可变包含角单色器的两个旋转轴之间的不平行度对波长的调整精度和分辨率的影响，以及采用平行光管测量两个旋转轴的不平行度大小和调整的方法。     

关于北京同步辐射装置4W1A束线双晶单色器改造的设想

目前，北京同步辐射装置4W1A束线的双晶单色器存在着调节困难、单色光出口不固定等问题，本对其中原因进行了讨论，并提出一种新型结构的双晶单色器。此单色器具有调节简单、波长切换方便等优点，并实现了单色光固定出口。从而能够大大缩短调光时间，提高4W1A束线专用光的用光效率。     

双晶单色器水冷晶体的设计加工

简要介绍了弧矢聚焦双晶单色器的作用及结构原理,根据设计指标确定了水冷晶体衍射面及外形尺寸,分析了高热负载下水冷晶体的热变形,根据国外经验采用直接水冷却法进行高热负载的热缓释,设计了用于直接水冷却的刻槽晶体及冷却结构,根据设计完成了晶体的材料选择、定向切割、冷却水槽的刻制等加工工艺,最终完成了适用于弧矢聚焦双晶单色器的直接水冷分光晶体的加工,该晶体能承受大于0．5W/mm^2的热负载。     

双晶单色器晶体间位置关系及尺寸的确定方法

介绍了双晶单色器出射光与入射光T型固定出口机构的工作原理，分析了双晶之间位置关系及尺寸确定所需遵循的原则，并根据这些原则提出一种基于T型固定出口机构的双晶单色器晶体间位置关系及尺寸的确定方法。该方法不仅能够满足双晶单色器的固定出口的工作要求，而且还优化了双晶的长度尺寸、消除了第二晶体微调的位置误差。最后举例论证了该方法的有效性。     

石墨双晶单色器性能检验及应用

中子能量选择成像作为一种前沿中子成像技术,可实现传统白光中子照相技术无法实现的功能,如研究工程材料中的晶粒分布、应变/应力分布、织构测量和相变分析等。本文依托中国先进研究堆(CARR)上的中子成像测试平台,在国内首次研制了石墨双晶单色器,建立能量选择中子成像技术。飞行时间实验测试结果表明,该双晶石墨单色器在选择4×10^-10 m的中子时波长分辨率可达2.6%,优于3.0%的设计指标。虽然在冷源未开启的实验条件下该石墨双晶单色器产生了较多的次级中子,但基于现有条件开展的镍基高温合金的中子能量选择成像实验能清楚分辨特定取向微晶粒的形貌及分布。结果表明研制的石墨双晶单色器可在CARR上开展能量选择成像实验,随着未来CARR冷源的开启,次级中子数量降低,中子束流品质进一步提高,将开展高质量的中子能量选择成像实验。     

用EPICS实现液氮冷却双晶单色器的运动控制

介绍了液氮冷却单色器的工作原理,描述了其运动控制系统的软硬件结构,阐述了在EPICS环境下如何实现单色器步进电机控制、能量扫描和探测器信号实时获取、晶体切换和高度补偿、单色器姿态参数保存等功能。该控制系统已经成功应用在上海光源四条插入件光束线的单色器上。     

NSRL-U7C双晶单色器热载影响与计算分析

在测试合肥国家同步辐射实验室(NSRL)U7C X射线吸收精细结构(XAFS)光束线双晶单色器(DCM)热载影响基础上,进行了单色器在无水冷却、辐射散热条件下热平衡动态过程分析,并运用有限元方法对第一晶体作了热-结构耦合计算,得到晶体热平衡所需时间、温度梯度分布及由此产生的热应力形变与面形误差等;同时对拟增设的普通底面水冷方式作了比较分析.     

双晶单色仪第一晶体初安装姿态误差分析

双晶单色仪是同步辐射光束线中关键的光学部件,第一晶体的初安装姿态误差对双晶单色仪出射光方向影响复杂.通过建立同步辐射在第一晶体晶面上衍射的空间模型,得到了第一晶体的初安装姿态误差对出射光方向的影响关系式,并通过测定不同Bragg角时在荧光靶上的光斑的位置,得到确定第一晶体初安装投角、滚角、摆角误差的方法,可为第一晶体姿态调节装置提供数据.     

A magnetically adsorbed fine adjustment mechanism of the second crystal in a double-crystal monochromator

In a fine adjustment mechanism of the second crystal in a double-crystal monochromator, a compression spring is usually used as a return force element, but it often produces permanent deform after some time. A novel fine adjustment mechanism is put forward, which utilizes permanent-magnet as the return force element instead of a compression spring. Its principle and advantages of adjusting the pitch angle and the roll angle are analyzed, and the structure parameters of the permanent-magnet, which is the key part of the fine adjustment mechanism, are optimized. The magnetically adsorbed fine adjustment mechanism has been testified and applied successfully in the double-crystal monochromator of 4W1B beam line in Beijing Synchrotron Radiation Facility (BSRF).     

基于有限元的同步辐射单色器一晶安装力学分析

双晶单色器是同步辐射光源光束线上的关键设备之一,其通过内部的第一晶体与第二晶体获得实验所需的单一波长的谱线,故晶体的装配安装直接影响实验站同步辐射光的品质。通过实验测试结合有限元分析的方法,建立单色器第一晶体在一定的螺栓紧固力下的有限元分析模型,验证模型的有效性,进而分析晶体的面形精度、安装机构的应力分布、"O"圈的形变等指标,研究安装过程中一晶及其安装机构的受力情况与力学响应,为高面形精度晶体的安装提供指导与借鉴。     

一种基于实时数字图像处理的同步辐射微探针自动化扫描新方法

在上海光源硬X微聚焦及应用光束线站(BL15U1)上实现了一种基于实时数字图像处理的同步辐射微探针自动化扫描方法。该方法采用高灵敏度、高帧率的数字电荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)显微镜实时成像,通过对显微镜系统和X光微米探针系统的坐标转换,使用户在图像空间直接点击到感兴趣的位置后,样品台就自动将该点移入光路。在设定好扫描时间、扫描步长等必要的实验参数后,只需要用鼠标在图像空间圈出需要扫描的区域,系统将自动生成XPS运动控制器的运动配置文件,并驱动电机运动,对该区域进行微束荧光扫描成像。结果表明,该方法不仅可以提高同步辐射机时的使用效率,而且可以满足微区研究人员快捷、方便的自动化操作需求。     

双晶单色器第一晶体驱动转轴磁流体密封的设计

本文以新型磁流体密封用于转轴系统为研究目的,分析了同步辐射光束线双晶单色器第一晶体转轴系统结构,阐述了磁流体密封的原理、影响因素,确定了磁流体密封形式、结构.使用表明,此设计结构简单、无泄漏、无摩擦,达到使用要求.     

用于大尺寸样品的同步辐射硬X射线衍射增强成像方法研究

作为 X 射线相衬成像的方法之一,衍射增强成像方法由于能获得较高的信噪比及分辨率而引起了人们的研究兴趣。北京同步辐射装置(BSRF)形貌学实验站也开展了该方法的探索研究。此前的衍射增强成像方法中,当白光 X 射线光束横截面尺寸为 20 mm×10 mm 时,经过双晶单色器后最大只能获得横截面尺寸为20 mm×4 mm 的均匀单色 X 射线,从而造成成像区域减小。在对通常衍射增强成像光路排列分析的基础上,提出了一种新的光学排列几何并进行了衍射增强实验。应用新光学排列几何首次获得了与入射白光 X 射线尺寸相当的、大的成像光斑均匀区域,因而新光学排列几何更适合于大尺寸样品的研究工作。同时,该光学排列几何成像分辨率可以达到微米量级并且更方便于实验操作。     

同步辐射反射法测定液体结构方法研究

用北京同步辐射装置4W1C光束线Huber五圆测角仪反射法测定液体结构的实验方法.以Na2SO4溶液的散射实验为例,简单介绍了样品池构造、散射几何布局、样品准直、扫描条件和扫描方式;详尽叙述了实验散射强度数据的校正方法,如样品池窗口净吸收、空气散射、偏振校正、吸收校正和几何校正等;演示了溶液结构函数和径向分布函数的计算方法,包括Compton散射强度和乱真峰的扣除技巧.研究表明,用同步辐射反射法获得了高质量的X射线散射数据.     

Potential applications of synchrotron radiation to the treatment of cancer

Although conventional radiotherapy remains to be one of the most useful treatments for cancer, it is not the best strategy to maximize the effects on the tumors and minimize the damage to the surrounding tissues due to its physical and biological characteristics. Synchrotron radiation (SR) with uniquely physical and biological advantages may represent an innovative approach for cancer treatment. In recent years, SR-based photon activation therapy, stereotactic synchrotron radiation therapy and micro-beam radiation treatment have been developed, and the results of in vitro and in vivo experiments are very promising. It is necessary to understand the physical and radiobiological principle of those novel strategies before the approach is applied to the clinic. In this paper, we summarize the advances of SR in terms of physical, radiobiological advantages and its potential clinical applications. With the successful operation of shanghai synchrotron radiation, good opportunities in China have been provided for investigations on the treatment of cancer with synchrotron radiation.