强流负氢离子源发射度测量仪研制

在加速器技术研究中，束流发射度是反映束流品质的重要物理参数，也是加速器和束流传输线设计的重要依据。100 MeV回旋加速器采用18 mA强流负氢离子源来产生负氢束，为了准确测量离子源的发射度，研制了一台强流负氢离子源发射度测量仪，介绍了其基本原理、机械设计和实验结果，得到了离子源的发射度信息，为100 MeV回旋加速器的设计提供了发射度参数。     

15-20mA负氢离子源的设计

制约强流质子回旋加速器技术发展的一个主要因素是离子源的束流强度以及束流品质，为提高引出流强、改善束流品质，中国原子能科学研究院一直致力于离子源的发展。2000年建成了平均流强5．2mA的负氢离子源，束流发射度达到了0．65πnm-mrad，2004年建成了高于10mA的负氢离子源。为进一步提高束流流强，满足中国原子能科学研究院串列加速器升级工程的需求，在原有10mA负氢离子源基础上设计1台新的离子源，将平均引出束流提高到15-20mA。     

SSRF直线加速器束流发射度测量

发射度是衡量束流品质的重要参数,随着加速器技术的不断发展,人们对束流品质要求越来越高,特别是对小发射度的测量要求更高的分辨率.本文基于"多次改变聚焦强度法"的发射度测量原理,讨论了上海同步辐射光源装置(SSRF)直线加速器部分测量技术和测量装置,包括薄透镜的合理采用、多点最小二乘法拟合、截面测量靶的选择和测量软件设计等,以提高发射度测量的准确性和可靠性.测量结果的高稳定性与重复性对接下来即将进行的自由电子激光发射度测量有重要的参考意义.     

加速器束流发射度测量

一、引言加速器束流发射度是束流本身的一个重要特性参量,它完整地描述了束流的径向性能。发射度的测量,为加速器输出束流的使用提供了确切的依据,特别是对于束流的传输来说,有效发射度及其σ矩阵是计算传输过程中束流包络所必不可少的初始条件。     

15-20mA负氢离子源调试进展

离子源是所有加速器中的最关键部件之一，因离子源能够达到的水平在许多方面限制着整个加速器所能达到的指标。为提高束流流强、改善束流品质，中国原子能科学研究院申请了关于离子源的一个科研项目，该项目在中国原子能科学研究院原有10mA离子源基础上建立负氢离子源，实现束流流强15~20mA。     

用三梯度法测量束流发射度的研究

准确测量发射度对加速器束流的调制和性能的评估极端重要，本文介绍在HIRFL(兰州重离子加速器)现有设备基础上，利用三梯度法测量束流发射度的系统，讨论了测量原理和方法，以及测量中要注意的问题．并对数据的计算处理做了详述。专门设计了一套软件系统，以实现束流发射度、束流剖面等束流参数的实时测量。该系统具有可靠性好、测量直观、测量较准确等优点。     

100MeV强流质子回旋加速器中心区轴向接收度的三种计算方法及比较

中心区的设计中束流发射度的匹配非常重要，因束流匹配将直接影响其在机器内加速过程中的损失情况及引出束流的品质。加速器中心区的聚焦与相位相关，即依赖于相位。因此，要求束流在加速器内的轴向包络最小化的初始发射度是相位的函数。计算中心区的接收度为轴向注入线和偏转板的设计提供匹配条件。对CYCIAE-100回旋加速器的中心区进行轴向接收度的计算研究，分别采用数值和半解析的方法，并对这三种方法进行比较。     

束流发射度和亮度与束流密度分布的关系

束流发射率和束流亮度是表征加速器束流品质的主要指标。理论和实验研究都已发现,它们与束流空间电荷的非均匀分布有密切关系。     

螺线管透镜对加速管束流匹配的影响研究

螺线管透镜具有轴对称性、结构尺寸小等优点,在束流传输系统中得到了广泛应用,然而螺线管透镜磁场的非线性部分(像差)会导致束流发射度增长,降低束流的传输效率。本文采用TRACK程序模拟,研究了螺线管透镜像差与束流发射度增长的关系,发现束流发射度的增长与磁透镜的磁感应强度有关,同时优化螺线管透镜的磁场均匀性有效抑制了束流发射度增长。此外,基于一种磁场均匀度较高的螺线管透镜研究了离子源引出系统与加速管的束流匹配过程,结果表明相比汇聚入射束和准平行入射束,发散入射束通过加速管后的束流包络较小,束流发散相对较缓慢。     

120MeV电子直线加速器束流准直研究

120 MeV电子直线加速器对于束流发射度有较高的要求,传统的光学准直难以满足需求。本文研究采用基于在线束流准直方法(Beam Based Alignment,BBA)以实现精度更高的准直,获得更好的束流性能。根据加速器结构配置情况,使用消色散校正法(Dispersion-free Steering Algorithm,DFS),对加速器束流匹配传输段在不同束流抖动情况下进行模拟计算。计算结果表明,DFS算法对于120 MeV电子直线加速器装置的束流准直应用效果良好。     

强流ECR离子源研制进展

在国家重点基础研究发展计划（“973”计划）的支持下，开展了嬗变核废料的加速器驱动次临界系统关键技术之一“强流离子源及相关技术”的研究工作，目标是在前期工作的基础上，进一步提高离子源引出流强，改善束流品质，增加系统可靠性。     

等时性回旋加速器中环形补偿线圈电流变化对引出束流性能的影响

本文报道了利用多丝束流剖面仪测量从等时性回旋加速器中引出束流的轴向性能,包括束流的中心位置、相对于磁场中心平面的夹角及束流在轴向的发射度。同时也测量了束流引出区环形补偿线圈中的励磁电流变化对引出束流性能的影响。测量结果表明,环形线圈电流变化对束流轴向发射度的影响较大,而对束流中心在轴向几何位置的影响较小。     

北京质子直线加速器的束流测量探头

本文介绍了北京质子直线加速器的束流测量探头如荧光靶探头,束流变压器,发射度测量探头,束流截面测量探头,能散度测量探头,法拉第筒,减能器等的作用,机械结构及加工工艺。     

基于加速器质谱测量的~(41)Ca植物示踪样品制备方法研究

基于加速器质谱测量方法研究~(41)Ca植物示踪样品的制备。~(41)Ca是宇宙成因核素,半衰期较长,且对植物的代谢具有重要的作用。加速器质谱应用长寿命核素,检测方法具有灵敏度高、放射性剂量小、精度高、测量区间大、示踪周期长等优点。离子源引出束流是衡量加速器质谱灵敏度的重要参数,而较高束流强度的引出束流可以提高加速器质谱的灵敏度。为了获得较高的束流强度,本工作系统研究了~(41)Ca植物示踪样品的湿法、干法、以及湿法和干法相结合的二次氟化法,以建立~(41)Ca植物示踪样品制备流程,确定最高束流强度引出时的最优化~(41)Ca植物示踪样品制备参数,为~(41)Ca植物示踪样品广泛应用提供实验基础。     

放疗加速器束流剂量实时成像系统

介绍了一种放疗加速器束流剂量实时成像系统，采用数字化脉冲X射线成像技术获取放疗加速器的束流强度分布图像，并利用数字图像处理技术生成实时3D剂量图。利用该系统可以实时、直观地获得加速器束流强度的相对分布曲面，给出任意剖面的束流强度分布曲线和FWHM、半影、峰值、对称度、均整度等参数。利用本系统的实时性，在国内首次实现了放疗加速器动态楔形剂量分布和束流过渡过程的测量。给出了系统配置和实测的放疗加速器束流强度分布图像。     

电荷束团非均匀密度分布引起的发射度增长

直线加速器中电荷束团的非线性效应是导致束流发射度增长的一个重要原因。文中给出了直线加速器中几种常见的非均匀密度分布的有限长空间电荷束团所具有的非线性自场能，即纵向非均匀电荷密度分布分别为水袋型，抛物线型，而横向密度分布为均匀型，水袋型，抛物线型及高期型等各种组合非均匀密度分布的自场能公式，并得到了由束团非线性的均匀电荷密度分布引起的束流发射度增长。     

FEL中的束流发射度分析

根据自由电子激光器(FEL)对电子束流品质的要求,对束流发射度以及引起束流发射度变化的因素,诸如加速过程中微波场的突变、能量增加、波导结构的尾场效应和传输过程中的空间电荷效应、粒子密度分布的影响及偏转系统中的尾场效应等等,进行了物理上的分析,对其中某些情况,给出了束流发射度变化量的具体估算。     

串列加速器358型双等离子体离子源改进及性能研究

为提高北京师范大学GIC4117型串列加速器358型双等离子体离子源束流强度及灯丝使用寿命，改进了离子源灯丝涂覆材料中Ba、Sr、Ca元素的占比、灯丝涂覆方法及离子源保护措施。讨论了在不同灯丝电流下，进气量、弧流、约束磁铁电流对离子源输出束流强度的影响。灯丝累积使用寿命达到200 h以上，靶室束流强度较原来采用860A溅射源提高约500倍。同时本文对358型双等离子体离子源调试过程中的异常断弧情况进行了分析和改进。     

负氢离子源控制系统

控制系统对于加速器的整体运行起着至关重要的作用，本文介绍一新离子源实验台架的控制系统，它是在中国原子能科学研究院原有10mA离子源基础上建立起来的负氢离子源，目标是实现束流流强15~20mA。     

中国散裂中子源加速器注入束流损失调节研究

注入系统是中国散裂中子源（CSNS）加速器的核心组成部分，对束流功率提升和稳定供束运行具有重要意义。注入束流损失是快循环同步加速器（RCS）能否在高功率下运行的决定因素之一。本文首先研究CSNS加速器注入束流损失的主要来源，包括注入参数不匹配、注入方式选择、剥离膜散射粒子损失、未被剥离的粒子损失等。其次，根据加速器的束流调节进程，对不同来源的束流损失进行调节和优化，降低注入束流损失，提高注入效率。最后，总结注入束流损失调节结果，初步测量得到注入效率约99%，并对进一步降低注入束流损失、提高注入效率提出改进方法和意见。