重离子深层治癌束运线极高、超高真空系统压力分布与受力分析研究

重离子深层治癌柬运线真空系统与兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL—CSR）相连接,要求极高、超高真空度。本文介绍了深层治癌线真空系统的布局;根据极高和超高真空段不同的气载和有效抽速进行了系统的压力分布计算;对真空室在常温和烘烤状态下的应力和变形进行了分析;通过系统的实验测试,验证了计算数据。     

HIRFL大型真空系统

HIRFL是兰州重离子加速器装置的英文首字母缩写,其真空系统是一个大型综合性系统。HIRFL由离子源、扇聚焦回旋加速器SFC、分离扇回旋加速器SSC和多用途的重离子冷却储存环(HIRFL-CSR)组成。多条束流运输线将这些加速器连接在一起,同时将各种重离子束流送往10多个实验终端。根据加速离子和束流寿命的需要,对各加速器真空度的要求是不同的:SFC已有50多年的历史,经过3次升级改造,真空度从10-4 Pa提高到10-6 Pa;建于上世纪八十年代的SSC真空度也为10-6 Pa;而两个重离子冷却储存环(CSRm和CSRe)的真空度达到10-10Pa以保证重离子有足够长的储存寿命。多条连接束运线根据不同实验终端的要求,其真空系统的设计方案也不同,文中列举了微束实验终端采取的防振措施;为充气反冲谱仪设计的清洁、大流量真空差分系统及为重离子治癌等终端设计的超薄壁扫描磁铁真空管道等。     

扇聚焦回旋加速器（SFC）真空室改造

介绍了兰州重离子加速器的注入器SFC真空室的基本情况,为满足新建的放射性束流线RIBLL和冷却储存环CSR对HIRFL加速重离子的需要,对SFC真空室进行了改造.新真空室采用二次真空技术,在加速器中心平面真空度达到了8×10-6Pa.     

HIRFL-CSR超高真空系统

中国科学院近代物理研究所承担的国家“九·五”重大科学工程项目兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL- CSR)目前正处在建设阶段。为减少真空系统中残余气体分子对粒子束造成的损失 ,要求系统平均真空度达到 6× 10 - 9Pa。在研制和建造过程中 ,我们做了大量的工作以获得所要求的真空度。本文将介绍其中样机的研制 ,超高真空实验室的建立和各项实验工作 ,大型真空处理设备的建造 ,真空烘烤系统研制等。同时对目前的工程进展也做了简要介绍     

兰州重离子冷却储存环10-10 Pa 大型超高真空系统

形成并成功地实施一套完整的超高真空获得方案,以满足兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSL)6×10-9Pa超高真空度的要求.这套方案包括合理选择和配置真空排气系统及其他设备、合理选择材料、采用真空炉除气及在线烘烤等有效措施及大幅度降低材料出气率等.首先在样机上获得了5×10-10Pa的超高真空度,然后将样机的成功经验应用于HIR-FL-CSR大型超高真空系统.目前,已建成的各子系统真空度达到了(2×10-9～4×10-10)Pa.     

兰州重离子冷却储存环超高真空系统首台样机的研制

介绍了兰州重离子冷却储存环(HIRFL-CSR)超高真空系统首台样机的研制过程,给出了实验结果.介绍各真空室结构,对关键标准设备进行了测试与选型.根据实验结果估算出极限真空条件下材料的表面出气率;根据公式估算出钛升华泵的有效抽速并通过实验得到证实;对真空烘烤装置的初步工作也作了介绍.样机达到了3×10-9Pa的设计指标,结果表明HIRFL-CSR工程真空系统的设计方案是可行的.     

不锈钢材料在真空炉高温除气后的出气性能比较

根据兰州重离子加速器冷却储存环真空系统(HIRFL-CSR)材料处理工艺要求,需要对所有不锈钢元件进行真空炉高温除气处理以降低材料出气率.本文通过一组实验测试数据,介绍了采用除气处理工艺和未经除气处理的不锈钢材料出气情况对比,证明采用真空炉除气处理工艺可以使材料内部的H2、CO、CO2等组分大幅度减少,从而获得较低的材料出气率.     

兰州重离子冷却储存环（HIREF—CSR）超高真空系统

为了减少真空系统中残余气体分子对离子束造成的损失,要求重离子冷却储存环的平均工作真空度达到3×10     

兰州重离子加速器深层治癌束流线真空系统

重离子深层治癌束流线从兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)主环引出,利用能量为100MeV/u～430MeV/u的碳离子束,开展治疗体内各种癌症的深层治癌研究.该束流线真空系统包括极高真空段、超高真空段和大气段,采用不同的真空获得方案和工艺路线,分别在极高真空段和超高真空段获得了8×10-10Pa和1×10-6Pa的真空度,并顺利实现了束流线的真空过渡,保证了HIRFL-CSR主环极高真空系统的安全运行;研制了适用于高频率扫描磁铁内放置的真空管道,消除了涡流对束流的影响;对隔离真空和大气的大尺寸膜窗材料进行了调研,选择高强度塑料膜(Hostaphan)和加强纤维膜(Kevlar)联合使用,既能让束流通过,又不会产生危害人体的中子,并能够有足够的强度抵御大气压力.该束流线真空系统的建成为重离子深层治癌的研究提供了良好的真空条件.     

超高真空重离子加速器冷却储存环的焊接

结合超高真空对焊缝的要求,通过对板厚为2 mm的超高真空重离子加速器冷却储存环中一个零件的焊接工艺分析,总结了不锈钢超高真空容器薄壁件的焊接要点.     

真空计量的现状及发展趋势

介绍了真空计量、真空计量标准、真空测量与校准技术、空间真空测量等方面的内容.基于真空计量的现状,提出了真空计量的发展趋势.     

多室连续式真空炉的研制与应用

介绍了多室连续式真空炉的性能、结构、特点以及在真空钎焊、粉末冶金材料真空烧结、金属材料真空热处理、电子器件与不锈钢保温容器的真空排气与封接等领域的应用及现状。     

动态流导法真空校准装置

动态流导法真空校准装置是真空计量的标准,可用于高真空和超高真空规的校准,真空度的校准范围为10-1～5×10-7 Pa,合成标准不确定度为0.69%～1.4%.     

真空热处理的发展与关键技术

介绍了真空淬火，真空回火，真空和离子化学热处理的最新发展及关键技术，提出了真空热处理研究发展方向。     

有色金属真空冶金进展

回顾了近三十年来有色金属真空冶金方面的一些进展,扼要说明其作用和应当注意发展的若干方面.     

著名教授专家访谈录——访东北大学巴德纯教授

谈及到纳米与真空技术的发展方向，特别是对分子气体动力学、干式真空泵、真空冶金的发展等问题提出了新的观点。     

方坯连铸RH真空装置真空泵控制系统

介绍攀钢方坯RH精炼装置真空系统基本控制功能,侧重介绍真空泵系统的功能和其相关系统控制.     

容积式真空泵真空度测试装置的技术探讨

本文提出了替代压缩式真空计测量容积式真空泵极限真空度的必要条件 ,并研制一种新颖的能完全替代压缩式真空计的测试仪器以及相关的装置和测试方法     

中国航天器真空技术的进展(二)

围绕着中国航天器真空技术在航天领域中的应用问题 ,综合地介绍了其技术的发展 ,重点突出了中国极高真空技术的发展。提出了“分子真空寿命”这一新的物理量 ,并以此概念推导出测量气体分子热适应系数的方法。指出了在超高和极高真空条件下压力失去了原有的物理意义 ,引入了“有效压力”、“入射率”、“静压”、“动压”等新概念。探索了在空间条件下真空测量中的方向性效应和理论计算与实际测量偏离问题的特殊性和复杂性。介绍了利用分子沉技术研制的极高真空装置可获得 10 -11Pa极限真空度 ,介绍了中国已建立的航天器模拟设备的现状、性能指标和主要用途。概述了中国空间材料的真空效应研究现状 ,并指出空间材料、活动部件的冷焊及航天器敏感表面分子污染对航天器的长寿命和可靠性的影响。展望了中国航天器真空技术的发展。     

中国航天器真空技术的进展（一）

围绕着中国航天器真空技术在航天领域中的应用问题,综合地介绍了其技术的发展,重点突出了中国极高真空技术的发展.提出了"分子真空寿命"这一新的物理量,并以此概念推导出测量气体分子热适应系数的方法.指出了在超高和极高真空条件下压力失去了原有的物理意义,引入了"有效压力"、"入射率"、"静压"、"动压"等新概念.探索了在空间条件下真空测量中的方向性效应和理论计算与实际测量偏离问题的特殊性和复杂性.介绍了利用分子沉技术研制的极高真空装置获得了10-11Pa极限真空度,介绍了中国已建立的航天器模拟设备的现状、性能指标和主要用途.概述了中国空间材料的真空效应研究现状,指出了空间材料、活动部件的冷焊及航天器敏感表面分子污染对航天器的长寿命和可靠性的影响.展望了中国航天器真空技术的发展.