SSRF电子枪控制系统的设计与实现

电子枪是上海光源SSRF(Shanghai Synchrotron Radiation Facility)中的直线加速器的关键部件,上海光源的束流品质很大程度上取决于电子枪的束流指标,因此电子枪需要一个稳定的控制系统来保证其可靠运行.本文介绍了上海光源电子枪控制系统的设计与实现过程.该系统底层采用可编程控制器PLC(Programmable Logic Controller)作为设备控制器,上层监控软件使用加速器控制系统通用软件EPICS (Experimental Physical and Industrial Control System),整个控制系统基于以太网连接.PLC和以太网技术的应用,使该系统具有可靠性好、易于维护等特点.     

新型电子直线加速器测试与改进

一种新型的省略电子枪的小型直线加速器被研制成功。高功率速调管的用毕束流被引出作为注入电子,从而取代了传统的电子枪部分。装置在调试完成后开始运行,我们对获得加速后的电子束性能做了初步测量,并与模拟结果进行了对比。结果表明,加速器输出流强远低于设计目标。运用Parmela程序详细分析了电子束流损失的主要因素,针对减少束流损失,提高加速器输出流强,提出了新的改进方案。通过计算分析,得出了该方案良好的可行性。     

辐照食品直线加速器电子枪设计

本文介绍了中国科技大学国家同步辐射实验室研发的一台食品辐照保鲜用直线加速器中电子枪的设计.通过枪体内电磁场模拟计算、优化电子枪形状、并且在考虑空间电荷效应情况下对电子束发射过程进行模拟,得到了满足设计要求的束斑尺寸.另外对电子枪的加工和调试过程也进行了介绍,通过电子枪高压老炼及出束实验表明,其各项参数性能均达到设计要求.另外对直线加速器螺线管聚焦线圈漏场对束流的影响也作了讨论,采用相应措施可增加磁屏蔽,减小漏场影响,保证束流品质.     

宽范围高精度电子枪系统的设计与验证

“空间环境地面模拟装置”是“十二五”国家重大科技基础设施项目,针对其子项目“低能电子加速器及束线”中辐照加速器的要求,在原有二极电子枪基础上增加了控制栅极。使用CST Particle Studio仿真研究了电子枪部分结构参数变化对引出束流强度的影响,设计出产生50 mA高品质束流的电子枪,并用PBGUNS(Particle Beam GUN Simulation)软件对设计结果进行验证。最后在电子枪实验平台上检验了电子枪结构参数变化对引出束流强度的影响规律,并对电子枪结构进行了优化。结果表明优化后的电子枪能够以阴极初级加热电压作粗调、栅极电压作细调的方式引出1μA～50 mA高品质电子束。     

上海光源150MeV直线加速器传输波导相长度测量与调整

上海光源直线加速器加速器主体由电子枪、次谐波束聚器、基波聚束器及四台加速管组成,其功能是通过低能输运线向增强器注入150 MeV能量的电子束.直线加速器2006年12月开始安装,2007年5月出束,10月完成束流调试,向增强器供束,束流指标达到设计目标.传输波导相长度的测量与调整是微波系统及加速器建设安装过程中的的关键环节,调试结果直接关系到直线加速器的升能效果,影响到束流其它相关参数.本文阐述了上海光源直线加速器波导相长度测量与调整过程,给出了加速器束流调试的相关指标结果.     

NDZ-20医用电子直线加速器的注入系统

文章介绍了NDZ-20医用电子直线加速器的束流注入系统的结构和特性。电子枪为轰击型的皮尔斯电子枪。漂移管上的预聚焦线圈、偏掉线圈、导向线圈和束流前沿切割线圈用来实现对电子束的多种控制,实现加速器的ARC,ADC和BLC运用,以保证加速器运行的稳定性和可靠性,改善反馈加速器的能谱。     

200keV直流/脉冲中子发生器束流输运模拟计算

计算机模拟计算在各种类型加速器的设计中起着很重要的作用。例如,计算机模拟很快就可以确定加速器各部件的最佳工作参数和所需要的光学条件,使一台加速器复杂的束流输运系统设计变成简单的工作。TRANSPORT程序是当今世界上关于束流输运计算的最优秀程序之一。但是,该程序不能进行静电加速器离子光学系统的计算,也不能作直线加速器的粒子动力学计算。为此从北京大学引进了LEADS程序,它不仅具有TRANSPORT程序的优点,还克服了其不足。对含有聚束(脉冲束流)系统的加速器粒子动力学进行模拟是LEADS程序的新特色。实验中用LEADS程序模拟了200keV直流/脉冲中子发生器束流输运过程,得到了横向相图、纵向相图和束包络图。还用LMOV程序计算和验证了聚束系统,束流脉冲波形图和实验结果比较接近。     

电子能量损失谱仪用中高能电子枪的研制

研制了一台电子能量损失谱仪用的中高能电子枪。其产生的电子与原子、分子发生碰撞,通过谱仪收集、分析散射电子的动量和能量,可以获得靶的电子结构和碰撞动力学信息。该电子枪结构简单,由热阴极、栅极、阳极、聚焦极和偏转板组成;电子能量可调范围大(1-3 keV),操作简单。为了获得最优的束流条件,利用SIMION电子光学软件模拟了电子发射源大小和初始发散角对靶点处的束斑大小和束流发散角的影响。在电子能量为1.5 keV条件下,实验检验给出在离电子枪出口27 mm处可获得束径约为0.95 mm、束流发散角约0.93°和束流强度6.27mA的电子束,满足电子能量损失谱仪的使用要求。     

等离子喷涂硼化镧阴极电子枪

一、引言现代大型医用电子直线加速器电子枪的设计有如下特点: 1.要求电子枪束流在大范围内连续可调。对于一个二极型电子枪系统,枪必须工作在温度限制区域内,故阴极发射的稳定性十分重要。2.行波电子直线加速器通常采用可拆性结构,这就要求阴极必须有较好的抗中毒特性。     

紧凑型中高能同步加速器的物理设计

本文采用束流光学匹配软件优化组合磁铁布局得到一种紧凑型的同步加速器。该加速器具有周长短、磁铁孔径小、束流品质高等优点。注入和引出设计是此同步加速器的关键点,基于Matlab/AT开发了模拟软件,模拟研究注入和引出相关束流动力学问题。研究结果表明,该同步加速器束流品质优、注入效率高、引出束流损失低。该同步加速器可满足航天、材料和生物等多方面研究。