重离子激发解吸测试装置设计与调试

束流与真空管壁碰撞后从腔体表面解吸出一定数量的分子和离子,解吸出的粒子使加速器系统的真空度下降,进而会影响束流的寿命。在重离子加速器中,为了降低动态真空对束流的影响,需找出一种低解吸率材料作为准直器镀膜材料。因此,不同材料的解吸率测量已成为重离子加速器真空系统设计的关键所在。本文首先介绍了基于中科院近代物理研究所320 k V高电荷态离子综合研究实验平台设计的解吸率测量装置,并利用Molflow+真空分析软件计算了该测试装置的静态真空分布。其次以无氧铜为测试靶材进行了解吸率实验研究,得出了束流轰击靶材时动态真空变化的趋势,同时计算了无氧铜在不同能量和不同流强Xe~(10+)和O~+束流作用下的解吸率和相对应的电子能损。结果表明粒子解吸引起的动态真空变化较明显,无氧铜解吸率随着入射束流能量的增加而增加,而且在长时间束流作用时会出现束流清洗效应,即解吸出的粒子在束流长时间轰击下逐渐减少。电子能损的平方和解吸率成正比例关系,与相关文献的结论一致,说明实验装置运行稳定,获得的数据具有一定的参考意义。     

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.     

真空炉高温除气工艺对降低不锈钢出气率的作用

真空炉高温除气工艺可以大大降低不锈钢出气率。通过应用实例,给出了真空炉高温除气和现场烘烤除气及二者结合除气的结果,分析了真空炉高温除气的有利因素,证明采用该工艺对于降低不锈钢出气率,从而获得超高真空具有显著的效果。     

束流终端大尺寸膜窗的研制

膜窗系统是重离子束流治癌装置中隔离大气和真空的重要系统。通过应力分析,选择高强度膜(Hostaphon)和加强纤维衬底(Kevlar)联合使用,既可以使束流通过,同时中子产额少,还可以承受大气压力。采用双层真空结构,消除膜材料的漏气效应,使与膜窗相连的主系统真空度达到了10-6Pa。     

四级差分真空系统压力分布计算

介绍了与差分真空系统相等效的电子学电路,用PSpice仿真计算四级差分真空系统各级真空室压力分布,得到了4号真空室的理论压力,并和实验结果作比较,得出了可以用等效电子电路模拟计算真空系统中压力分布的结论.     

超高真空系统内Mn-Zn铁氧体材料的表面保护及清洁方法研究

分别对测试系统本底及经两种方法处理的Mn-Zn铁氧体样品进行了测试，分析其主要的出气成分，计算出处理后的样品材料出气率。通过测试与分析，得出了对置于超高真空环境内的Mn-Zn铁氧体材料表面的保护和清洁方法。     

基于ANSYS Workbench的薄壁二极铁真空室优化设计

薄壁二极铁真空室由于其特殊的作用被应用在HIAF装置的部分位置,由于真空室的壁非常薄,在抽真空状态下易变形,因此对其进行有限元分析明确其在抽真空状态下的应力、变形情况很有必要。本文利用ANSYS Workbench对薄壁二极铁真空室进行结构静力分析,在静力分析的基础上对真空室进行多目标优化及结构优化得到了最佳设计点和可以减少的质量,为薄壁二极铁真空室的后续设计提供一定的参考。     

HIRFL-800低温泵快速再生系统研究

针对HIRFL-800低温泵自然再生时间较长的特点,运用电加热快速再生原理设计了一套快速再生系统,将低温泵再生时间由六七个小时缩短至四个多小时,以提高维护效率,为重要实验的进行节省时间。该系统采用在低温泵低温板和屏蔽罩上永久固定加热电阻加热的方案,通过对低温板和屏蔽罩的加热功率进行自动控制以使其平缓升温。通过对再生所需加热功率进行计算并运用ANSYS软件模拟低温泵低温板和屏蔽罩终态温度分布,反向验证了加热功率的可靠性。     

基于分布式内存数据库的HIRFL-CSR真空监控系统

简要介绍了国家"九五"重大科学工程--兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)真空监控系统的总体结构,分析了在Web构架下,基于分布式内存数据库的多层真空监控系统的实现方法.采用分布式内存数据库,解决了基于Web构架的分布式实时应用环境下对系统和网络资源的消耗问题.在软件控制方面采用了统一调度,既简化了软件实现过程,又提高了系统的安全性、高效性和易维护性.该系统已成功运行.     

基于ARM、CPLD和MCU的冷却储存环真空控制系统设计

为核心进行实时多路数据采集和控制的冷却储存环（CSR）真空控制系统设计。着重分析了控制系统组成、工作原理、功能实现、硬件电路和软件开发。该控制系统具有适应性与灵活性强、响应速度快、精度高、稳定性好、可靠性高、性价比优越、自我连锁保护等优点，现已成功应用于CSR真空控制系统中。