用于CSNS和PA束流损失监控(BLM)系统的电离室设计参数的优化

运用GEANT4蒙特卡洛模拟程序包,对用于中国散裂中子源(CSNS)和质子加速器(PA)束流损失监控系统(BLM)的γ电离室探头进行模拟研究,由模拟计算给出优化的电离室设计参数。工作气体选用1个大气压的氩气;内、外电极用无缝不锈钢管代替镍管,它们的分别为0.1和0.15 mm;屏蔽外壳亦选用1 mm厚度的不锈钢。按照以上参数制成的电离室模型用放射源测试,性能良好。     

电离法校准低能质子剂量技术

本工作建立1套电离室绝对剂量测量系统，对自制石墨电离室性能进行研究，实验结果表明自制电离室系统满足标准电离室的要求。设计了1套基于同向测量的透射电离室，用于在线监测束流变化，为剂量测量的准确性提供了依据，解决了替代法校准时束流波动对测量结果造成较大不确定度的问题。对已建立的电离室测量低能质子吸收剂量绝对测量系统进行不确定度评估，合成标准不确定度约4%。最后，以自行研制的质子剂量测量系统（电离室系统、透射电离室系统）在HI-13串列加速器上开展了对丙氨酸剂量计校准技术的研究，获得了不同能量质子辐照下的RE值。     

16 MeV医用回旋质子加速器测试间辐射安全研究

随着放射医疗技术的发展，医用回旋质子加速器在国内拥有广阔的市场前景。我国建设医用回旋质子加速器测试间，可提高进口医用回旋质子加速器投产效率。为保证测试间辐射安全性，本研究选取进口占比较大的16 MeV回旋质子加速器测试间作为研究对象，利用FLUKA软件建立靶件、屏蔽体及材料模型，设置粒子类型、能量、束流强度、束流损失率等参数，模拟测试间周围辐射剂量场分布。结果表明，测试间屏蔽体外侧30 cm处剂量率范围为0.146～1.801μSv/h,满足2.5μSv/h的剂量率限值要求。本研究方法及结果可为同类工程辐射安全分析提供参考。     

束流监测用透射电离室的研制

为有效监测低能质子束流强度，研制了1种无窗透射型电离室，用于H1—13串列加速器上10-30MeV质子束流的监测。该透射电离室主要由电极、工作气体和绝缘体3部分组成。电极由收集电极和高压电极两部分构成，两极板间充有空气。图1示出透射电离室结构示意图。电离室特性列于表1。     

透射电离室作为低能质子束流监测器的研究与应用

为有效监测低能质子的束流强度,研制了一种透射型电离室,用于HI-13串列加速器上低能质子束流的监测。研究了它的基本计量学性能,结果表明,各项性能均满足工作级电离室的要求。与传统的侧向束流监测用金硅面垒探测器测量结果相比,基于同向测量的透射电离室作为监测探测器明显优于金硅面垒探测器,提高了测量结果的准确度。     

电荷耦合器件质子辐照效应研究

利用2×6 MV串列静电加速器提供的1~10 MeV质子,开展了线阵电荷耦合器件辐射损伤效应的模拟试验和测量,研制了加速器质子扩束扫描装置及电荷耦合器件辐射敏感参数测量系统,建立了电荷耦合器件质子辐射效应的模拟试验方法,分析了质子注量、质子能量、器件偏置等对器件电荷转移效率和暗电流的影响。模拟试验结果表明,电荷转移效率随辐照质子注量的增加而下降,暗电流随辐照质子注量的增加而增大,在1~10 MeV质子能量范围内,质子能量越低,电荷转移效率的降低与暗电流的增加越显著。     

用DCE/CEM和LAHET软件计算ADS标准散裂靶的比较

利用蒙卡程序DCM／CEM和LAHET对加速器驱动的次临界系统ADS标准散裂中子靶进行了计算。长为0．6m、直径为0．2m的圆柱形^208Pb靶在0．15—1．6GeV的高能质子轰击的情况下，利用两软件对质子在靶内的能量沉积、Pb靶发生散裂反应产生的中子及靶内和表面的中子注量、中子能谱分布等进行了比较计算。结果表明：两者模拟结果在中能区(0．8—1．0GeV)符合很好，但在质子能量较高或较低时，两者略有差别。     

基于ElecNet的凸度仪电离室电场分布模拟

凸度仪对探测器响应时间有很高的要求,对于高压充气电离室探测器,电离室内电场分布是决定其响应时间的一个重要因素。本文通过有限元电场模拟软件ElecNet对凸度仪电离室内部的电场分布进行了仿真,根据仿真结果从理论上分析了高压充气电离室电场分布对其输出波形信号的影响,解释了出现“拖尾”现象的机理,为凸度仪电离室的设计和改进提供了指导。     

一种新型多阳极电离室的研制

文章阐述了一种能探测质子束流在自由空气中沉积能量、分析质子束流特性等的多功能多阳极电流型电离室的设计原理、结构参数及基本性能.在设计、制作的过程中,电离室的主要参数均通过计算机模拟或计算进行了必要论证.初步实验标定的结果表明,该电离室具有良好的饱和特性.     

CSNS束流损失监控(BLM)系统电离室的改进

报道了中国散裂中子源工程(CSNS)和强流质子加速器(PA)柬流损失监控(BLM)系统的电离室的改进.对改进后的电离室测量得到,电离室有良好的坪特性(坪长≥2 000 V),测量的辐照剂量范围到3.6×10 5rad/h,高压加到3500 V仍能稳定工作.测量的结果表明电离室探头性能已能满足CSNS和PA对束流损失监控...     

电离型截面探测器研究

针对强流质子加速器非拦截式的截面测量需求,开展了以剩余气体分子为基础的电离型截面探测器的研究工作。探索了电离信号强度的计算方法,利用CST(Computer Simulation Technology)电磁工作室对电场进行了优化设计,设计加工了一套应用于质子直线加速器的电离型截面探测器,该装置利用高压电极产生的电场引导电离产物,用微通道板放大电离信号,荧光屏和相机组成探测系统。该电离型截面探测器被安装于加速器驱动次临界系统(China Accelerator Driven Subcritical system,ADS)先导专项的注入器I上,在线束流实验证明,该套设备工作稳定正常,实现了束流截面的非拦截式测量。     

Radiation Monitoring in a Synchrotron Light Source Facility Using Magnetically Levitated Electrode Ionization Chambers

We developed a highly accurate differential-type automatic radiation dosimeter to measure very low radiation doses. The dosimeter had two ionization chambers, each of which had a magnetically levitated electrode and it was operated in a repetitive-time integration mode. We first installed the differential-type automatic radiation dosimeter with MALICs at a high-energy electron accelerator facility (Kyushu Synchrotron Light Research Center Facility) and measured the background and ionizing radiations in the facility as well as the gaseous radiation in air. In the background dose measurements, the accuracy of the repetitive-time integration-type dosimeter was three times better than that of a commercial ionization chamber. When the radiation dose increased momentarily at the electron injection from the linac to the operating storage ring, the dosimeter with repetitive-time integral mode gave a successful response to the actual dose variation. The gaseous radiation dose in the facility was at the same level as that in Fukuoka City. We confirmed that the dosimeter with magnetically levitated electrode ionization chambers was usable in the accelerator facility, in spite of its limited response when operated in the repetitive-time integration mode.     

硼中子俘获治疗加速器ECR质子源电磁场仿真设计

电子回旋共振(ECR)质子源具有可给流强高、亮度高、可靠性高、使用频率高、易维护、小型化等优点，因而被硼中子俘获治疗(BNCT)装置的直线加速器所采用。本文利用CST软件对2.45 GHz ECR质子源进行优化设计。优化后ECR质子源的等离子体发生器腔体的尺寸为101.12 mm×45.00 mm，给出了脊波导耦合器的最优尺寸参数，使等离子体发生器腔体内电场强度提高为普通波导的4.5倍。通过Opera-3D对ECR质子源的引出电极结构进行了仿真计算，并给出了优化参数。另外，初步设计了质子源的线圈磁铁系统，优化了磁场分布。本文结果为质子源的研制提供了数据。     

高气压组织等效电离室用于混合辐射场测量的实验研究

介绍了基于复合理论的组织等效电离室的设计原理,利用该原理设计的区域中子、γ剂量当量仪可使用1个探头间接测量周围剂量当量、吸收剂量和品质因子。利用加速器和标准辐射场对该装置进行测试,测试结果表明,该装置对于中子和γ辐射场,尤其是对于高能γ、热能至几十MeV的中子具有较好的能量响应和较高的灵敏度,在剂量率高于几十μSv/h时,测量不确定度可控制在±50%以内。该系统可为存在中子、γ辐射场的场所提供必要的测量手段和监控技术。     

Realizing the maximum injection currents in a strong focusing proton synchrotron

The limiting relations are given between the transmission capability of the ring chamber, the injection energy, and the permissible injection current of a strong focusing proton synchrotron. The limitations are determined for the peak current of the accelerated beam in a linear ion accelerator with strong magnetic focusing. Consideration is given to the possibility of realizing the maximum injection currents in a proton synchrotron by using a strong focusing linear accelerator as injector.     

薄窗型多阳极气体探测器研究进展

薄窗型气体探测器是最近发展并用于低能量加速器质谱探测技术。该探测器的入射窗采用氮化硅膜，薄而均匀，分辨率高，目前已在低能量粒子探测技术中得到初步应用，显示出广泛的应用前景。本文主要从薄窗型气体探测器基本原理、薄氮化硅膜与Mylar膜的对比、不同质子数Z的低能量粒子脉冲高度对比、薄窗型气体探测器与硅探测器的对比，以及应用等方面进行阐述。     

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。