BEPCⅡ直线加速器束流位置探测器零点误差的测量

本工作测量了BEPCⅡ直线加速器条形束流位置探测器(BPM)的电中心与四极铁中心的偏差。简述了BEPCⅡ直线加速器的轨道校正系统及其在束流轨道校正在线反馈控制中的作用,说明了BPM零点误差的意义,叙述了利用在线束流进行BPM零点误差测量的原理和方法,并给出测量结果,说明这种测量方法是行之有效的。     

基于BEPCⅡ数字束流位置测量系统电子学系统的设计与实现

BEPCⅡ加速器的束流位置测量系统（BPM）模拟电子学经过十余年的运行逐渐老化,故障率上升,亟需进行升级改造。本文根据该需求,自行设计了基于BEPCⅡ系统参数的数字BPM电子学系统,内容包括模拟信号处理电子学、数字信号处理电子学、BPM固件算法逻辑、数据获取软件以及系统测试等多个部分。设计的数字BPM电子学系统经实验板级性能测试、实验室系统测试以及在线束流测试,结果表明该系统能满足BEPCⅡ装置对束流位置测量的需求。     

基于BEPCⅡ数字束流位置测量系统电子学系统的设计与实现

BEPCⅡ加速器的束流位置测量系统(BPM)模拟电子学经过十余年的运行逐渐老化,故障率上升,亟需进行升级改造。本文根据该需求,自行设计了基于BEPCⅡ系统参数的数字BPM电子学系统,内容包括模拟信号处理电子学、数字信号处理电子学、BPM固件算法逻辑、数据获取软件以及系统测试等多个部分。设计的数字BPM电子学系统经实验板级性能测试、实验室系统测试以及在线束流测试,结果表明该系统能满足BEPCⅡ装置对束流位置测量的需求。     

ADS注入器Ⅰ束流相位及能量测量系统设计

针对加速器驱动次临界系统(Accelerator Driven Sub-critical System,ADS)注入器Ⅰ束流调试要求,需要精确测量束流的相位和能量。本文研究束流的相位和能量高精度测量方法,设计了基于快速电流变压器(Fast Current Transformer,FCT)信号的相位及能量测量系统。该系统包括FCT探头、前端电子学、数据采集和处理三个部分,通过正交采样的方式实现束流的相位测量,然后利用飞行时间法实现束流能量的测量。测试结果表明,该系统在实验室测试相位分辨率为±0.8°,在线测试相位分辨率为±2°,满足直线加速器的设计要求。     

北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)束流注入区辐射场研究

北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)正负电子束流注入阶段的束流损失,影响储存环束流注入区及防护区辐射场。本文利用束流损失监测系统(BLM系统)分析了束流注入阶段注入区束流损失的位置和束流损失率,并结合FLUKA软件模拟计算对撞实验模式下束流注入阶段注入区的辐射场。结果表明:注入阶段注入区及其下游束流损失明显;辐射场内粒子能谱情况是中子为宽能谱且各向同性,切割磁铁 (铁靶)出射蒸发谱峰窄,峰值约为0.9 MeV,直接发射谱不显著;真空管(铝靶)出射蒸发谱峰宽且直接发射谱显著,峰值分别为4 MeV和20 MeV;光子能谱峰窄且前向性明显,能量在5 MeV以下分布集中;中子与光子剂量率水平相当;注入阶段比非注入阶段剂量率高约2个数量级;对撞实验模式下,实验测量整个运行阶段储存环光子剂量率平均水平约为1 000 μSv/h,中子剂量率比光子剂量率低1个数量级。     

BEPCⅡ电子环损失参数检测系统设计

采用数字化相位检测技术,设计了一套高精度相位检测系统,将其应用于BEPCⅡ电子环束流相位和腔相位的检测,测量了BEPCⅡ电子环损失参数。测试结果表明:该系统的分辨率为±0.001°。该系统实现了实验数据的快速存储和检索,获取、处理相关数据更加高效、快捷。     

利用数字束流位置处理器Libera测量BEPCII储存环束流阻尼时间和残余振荡

数字束流位置处理器Libera可以直接用来测量宽带的束流位置信号,由于其出色的硬件和软件性能,它可以在束流参数测量与诊断中得到广泛的应用.文章介绍了利用Lribera在BRPCⅡ储存环上进行的一些实验:利用逐圈(Turm-by-turm)束流位置测量数据计算横向阻尼时间和测量注入冲击磁铁引起的柬流位置残余振荡,实验主要目的是使BEPCⅡ储存环的束流调试和参数优化更方便快捷,并取得了初步的成效.     

北京正负电子对撞机控制系统

为了提高对撞亮度,继续保持北京正负电子对撞机(BeijingElectronPositronCollider,BEPC)在世界同类装置中的领先地位,北京正负电子对撞机重大改造工程BEPCⅡ于2001年夏启动,于2009年7月通过国家验收。对BEPCⅡ控制系统进行了重建,该系统采用分布式体系结构,使用系统集成工具EPICS（ExperimentalPhysicsandIndustrialControlSystem）进行开发。BEPCⅡ控制系统于2006年11月建成并投入使用,目前系统运行正常,达到了设计指标。本文将介绍新的BEPCⅡ控制系统。     

强流紧凑型回旋加速器注入线Beam Profjle在线监视系统

束流分布在线测量系统的任务是完成注入线上法拉第筒处的束流径向分布测量，主要用于诊断束斑大小和形状，为离子源束流指标测试、束流引出做好准备工作。同时调束试验中，利用束流分布在线测量系统可判断束流中负氢离子束的径向分布，为离子源的调试、试验提供1种测量手段。     

用于自由电子激光装置的丝扫描束流横向截面测量系统原型机

基于丝扫描系统的束流横向截面测量为半阻拦式的测量方法,相比于截面靶测量对束流影响较小。上海高重复频率硬X射线自由电子激光装置(SHINE)束团截面在线测量系统计划采用丝扫描技术实现,为此设计研制了由丝靶探头、机械运动机构、束损探测器、电子学系统构成的丝扫描束流横向截面测量系统原型机。本文介绍了该原型机的工作原理、具体设计及在丝扫描探头上游安装腔式束流位置测量(CBPM)系统进行束流中心位置和束团电荷量精确补偿的优化方案。为精确评估该样机系统性能,在上海软X射线自由电子激光(SXFEL)中相邻位置布局了丝扫描探头和YAG靶截面探头,通过同时测量并对比同样束流截面的方法,对丝扫描系统原型机性能进行了束流实验评估。束流实验结果表明,在束团电荷量500 pC、电子能量0.84 GeV的条件下,丝扫描技术可用于电子束团的在线半阻拦式截面测量,测量不确定度好于30μm,测量结果与SXFEL装置标配的YAG靶截面靶测量系统结果一致。     

集装箱检测系统中射线束流中心测量方法的研究

在集装箱检测系统中,射线的实际束流中心可能与光学法测量的束流中心存在差异。试图探讨一种新的实验方法来解决测量实际的束流中心问题。在假设加速器射出的束流横截面,其强度呈高斯分布的条件下,讨论分析了一种精细测量系统柬流横截面强度分布的方法,并用实验对这种方法的正确性做了验证。这种方法对监测、调试射线成像系统的性能,具有重要的意义。     

Two-plane painting injection scheme for BRing of HIAF

The high-intensity heavy-ion accelerator facility(HIAF)is under design at the Institute of Modern Physics(IMP)and will provide an intense ion beam for nuclear physics,atomic mass measurement research,and other applications.As the main ring of HIAF,the BRing accumulates beams to high intensity and accelerates them to high energy.To achieve high intensities up to 1×10~(11)(~(238)U~(34+)),the injection gain of the BRing must be as high as 88.However,multiple multiturn injection supported by the electron cooling system takes a long time,causing substantial beam loss under a strong space charge effect.Hence,a two-plane painting injection scheme is proposed for beam accumulation in the BRing.This scheme uses a tilted injection septum and horizontal and vertical bump magnets to paint the beam into horizontal and vertical phase space simultaneously.In this paper,the two-plane painting injection parameters are optimized,and the resulting injection process is simulated using the Objective Ring Beam Injection and Tracking(ORBIT)code.An injection gain of up to 110.3 with a loss rate of 2:3%is achieved,meeting the requirements of BRing.     

Measurement of beam power and profile for DNB on HT-7 tokamak

In normal experimental operation, a diagnostic neutral beam (DNB) can produce 6 A of extracted beam current in hydrogen at an energy of 49 keV with a pulse length of 100 ms. Hydrogen and deuterium beams can be produced as well. The diagnostic neutral beam has been added to the diagnostic set so that charge-exchange recombination spectroscopy (CXRS) can be used to acquire ion temperature and rotation. The beam power and beam profile distribution of the DNB injection can be obtained with a thermocouple probe measurement system on the HT-7 superconducting tokamak. The thermocouple probe measurement system with 13 thermocouples crossly distributed on the probe plate was used to measure the temperature rise of each coppery target, so the profile distribution of the ion/neutral beam was obtained by calculation. In this paper, the structure of the probe plate on the DNB for HT-7 tokamak and some measurement results are presented.     

快响应压力传感器的动态标定

用压缩空气驱动的压强脉冲对快响应压力传感器进行动态标定，在激波管中产生压强脉冲，压强为０．０３—０．１１ＭＰａ，脉宽为４ｍｓ。用该方法进行电子束在激光腔中能量沉积的模拟实验，检验了屏蔽措施带来的误差，研究了瞬态压强的分布及其平衡过程     

全超导非圆截面托卡马克中性束注入窗口材料活化研究

中性束注入加热为全超导非圆截面托卡马克(EAST)主要辅助加热方式之一.伴随着中性束注入加热,等离子体中子出射强度可达到1014 n/s.由于中性束注入窗口具有较大的开口尺寸,窗口泄露的大量中子可能影响系统的安全稳定运行.本文基于EAST中性束二维模型和蒙特卡洛程序MCNP与材料活化程序FISPACT,研究EAST两条...     

西安质子应用装置BPM设计及测试结果

西安质子应用装置(XiPAF)中能传输段设有6个束流位置探测器(BPM)用于测量束流位置及相位,要求位置和相位测量分辨率分别好于0.1 mm和1°,绝对位置测量准确度好于±0.5 mm。本文从理论上分析了纽扣型BPM位置测量分辨率与电极长度及电极张角的关系,并结合CST模拟得到最优值,设计分辨率达24.5 μm。离线测试结果表明,BPM样机的电极电容、灵敏度及电极间耦合度均与设计值相符。利用旋转法测量得到BPM样机水平和竖直方向电中心与机械中心的偏差分别为（0.04±0.05） mm和（-1.53±0.05） mm。样机安装在清华大学微型脉冲强子源（CPHS）高能传输段进行测试,测试结果表明,XiPAF BPM位置测量分辨率好于60 μm,相位测量分辨率好于0.74°,绝对位置测量准确度为±0.35 mm。该设计满足西安质子应用装置的要求。     

基于微通道板的电离室及其在同步辐射中的应用

在同步辐射装置中,气体电离室是定标光束线能量和评估能量分辨率的一个重要实验装置。为了摆脱电极探针式电离室的气体展宽对束线能量分辨率测定的限制,本文将微通道板(Microchannel Plate,MCP)应用于同步辐射光束线中的电离室,研制成功了具有高能量分辨率的电离吸收谱的探测系统。利用此系统测量标准气体在X射线入射时的电离吸收谱,通过分析测量所得谱线中吸收峰的展宽,可获得光束线的仪器展宽,本文以Ar的吸收谱为例给出了测量结果。     

Energy control of the IMPELA series of industrial accelerators

Electron accelerator sources of radiation for industrial processes must maintain constant and reproducible irradiation parameters in order to provide satisfactory dose quality assurance. The advanced control system used in AECL's IMPELA^TM series of accelerators ensures this by making it possible to decouple the primary accelerator variables, beam energy and beam current. Beam energy is made independent of current by controlling the field amplitude in the standing-wave structure during a relatively long pulse (50–500 μs) and an energy stability similar to that of dc machines is achieved. Experiments with the calibration linac facility at Chalk River show that the beam energy can be held constant to within ± 2% on an absolute basis. This eliminates the requirement for the complex beam analysis after acceleration used on short-pulse linacs. Methods for the measurement of energy at the users site and at the calibration facility are described.     

电子直线加速器束截面测量系统及其应用

用于北京自由电子激光30MeV电子直线加速器的注入及输出束的截面监测系统,由可伸缩荧光屏束截面探头、摄象取样装置及图象采集卡和计算机处理系统构成。用此系统测量加速器注入(≤1.2MeV)和输出(≥20MeV)电子束的截面宽度、密度分布、发射度等参量。其硬件的空间分辨率好于110μm,束宽测量精度好于50μm。经加速器在线使用2年以上考验,性能可靠,得到了满意结果。