上海深紫外自由电子激光束流截面诊断系统

上海深紫外光自由电子激光(SDUV-FEL)束流截面诊断系统设计与实现是基于工业以太网的方案,具有良好的通用性和扩展性.该系统包含了图像采集、气动控制和电动控制三大子系统,采用了虚拟仪器技术完成设备的驱动和测量软件的开发.本文介绍了该系统的组成结构和软硬件设计,并展示了在SDUV-FEL装置上的实验结果.目前该系统已成为上海深紫外自由电子激光最主要的诊断手段和数据获取方式,并已成功应用到激光系统的测量控制中.     

上海自由电子激光工程地基振动测试研究

上海自由电子激光(SFEL)工程是国家重大科技基础设施建设项目,束流稳定性的好坏是影响SFEL性能的关键指标,而地基振动是影响束流稳定性的重要因素之一.本文对SFEL工程的地基振动进行了长达450 m、24 h连续测试;对不同位置、不同时刻、不同频段、不同方向的结果进行了详细地分析,并与国外光源的地基振动结果进行了比较,为SFEL工程的建设准备了比较详细的地基振动资料.     

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。     

高增益自由电子激光光阴极注入器驱动激光系统设计考虑

高增益自由电子激光对电子束团提出了高品质要求 ,只有光阴极微波电子枪能够达到这一目标。光阴极微波电子枪的驱动激光器是这一系统的关键之一。北京大学重离子物理研究所设计的驱动激光系统的指标是提供 2 6 0nm、6～ 8ps宽、5 0 0 μJ的激光脉冲。系统主要由半导体泵浦的钛蓝宝石振荡器、Nd∶YAG调Q泵浦源、再生式放大器、倍频器等组成。系统中采用了腔长调整锁模技术以及相位稳定反馈装置 ,目的是使激光脉冲的时间抖动小于 1 0 ps。     

上海软X射线自由电子激光腔式束流位置测量系统

上海软X射线自由电子激光装置（Shanghai Soft X-ray Free Electron Laser, SXFEL）需1个分辨率达到亚μm量级的束流位置测量系统,并采用基于束流准直的方法实现波荡器段电子束与光子束的紧密重合。为此设计研制了1个由C波段腔式探头、单路混频至低中频的射频前端以及自主研发的专用数字信号束流位置处理器（digital beam position monitor processor, DBPM）构成的腔式束流位置测量（cavity beam position monitor, CBPM）系统。本文对系统的设计、软硬件结构、系统搭建进行了介绍,并基于漂移段搭建的3个紧邻的CBPM阵列完成了在线系统性能评估。束流实验结果表明,在束团电荷量为500 pC、系统动态范围在±800 μm的条件下,位置分辨率可达880 nm,这也是国内首次研制成功可在线运行的具有亚μm位置分辨率的CBPM系统。此外,采用CBPM的相位腔进行相对束团电荷量、束团到达时间的测量,其性能评估结果也均优于SXFEL设计要求。     

自由电子激光(FEL)平面多周期永磁铁系统的探讨(Ⅰ)系统的要求和解场方法

描述了用于自由电子激光的永磁铁周期系统、理论要求以及实际限制以及三维场计算永磁铁系统的方法。     

上海硬X射线自由电子激光装置调试用束流收集桶的设计

在建上海硬X射线自由电子激光装置(Shanghai high repetition rate XFEL and extreme light facility,SHINE)包含一台8 GeV的超导直线加速器,100 PW的激光系统,三条波荡线和10条实验线站。主加速器的第三磁压缩段(BC3段)有一调试用的束流收集桶,BC3段的调试电子流强为0.3μA、能量为7.7 GeV,束流功率为2.31 kW。本文从材料对7.7 GeV电子的能量吸收方面考虑,对束流收集桶的结构进行了确定。用ANSYS 17.0对束流收集桶的温度场进行了分析,结果证明在有表面空气自然对流换热的情况下,铝芯的最高温度为193.14℃,在束流收集桶坑道无外界换气的情况下,束流收集桶需要外围冷却水;用蒙特卡罗程序FLUKA对束流收集桶的活化进行了分析,保守假设束流收集桶连续注束2 000 h。结果证明要保证停机1 h后,束流收集桶周围30 cm处的剩余辐射剂量小于25μSv/h,束流收集桶外围需要55～85 cm的混凝土屏蔽体;结果显示束流收集桶的剩余辐射剂量在30 min内衰减的非常快,这是由于刚停机时束流收集桶内产生的...     

上海宽波段自由电子激光用户装置高亮度注入器的微波系统

上海宽波段自由电子激光用户装置高亮度注入器的相位相干的４７６ＭＨｚ和２８５６ＭＨｚ的两路微波系统,分别馈送微波功率到射频ｎｓ栅控电子枪,次谐波聚束器和基波涑 器等。介绍了这两个系统的主要组成部件的工作原理,技术指标,安装调试和测试结果。     

基于束流环形高斯模型对上海硬X射线自由电子激光装置的束流刮束器进行活化分析

在建的上海硬X射线自由电子激光装置(Shanghai HIgh repetition rate XFEL aNd Extreme light facility,SHINE)的加速器隧道内,采用束流刮束器刮掉束晕外围张角比较大的电子,刮束器的束流损失率为0.1‰。本文采用蒙特卡洛程序FLUKA,用SOURCE程序实现电子束在3σ_beam外的高斯分布,以尽量真实模拟电子在束流刮束器处的丢失情况,解决了低功率刮束情况下蒙特卡洛模拟无统计性结果的难题。利用束流环形高斯模型对刮束器的活化进行了分析,结果表明环形高斯模型可以更真实地再现电子在束流刮束器的丢失情况;5年运行后距刮束器30 cm处的剩余剂量率达到了数百μSv/h至数mSv/h,和国外类似装置计算结果相当;通过对放射性核素的种类分析,结果证明刮束器(钨)的放射性废物处置难度不大。     

上海软X射线自由电子激光装置联锁保护系统

为快速准确地对加速器关键设备提供有效保护,避免关键部件损坏,上海软X射线自由电子激光装置需搭建一套可靠的联锁保护系统。该联锁系统使用分布式架构,并采用可编程逻辑控制器（PLC）和实验物理与工业控制系统（EPICS）进行设计。为满足加速器不同的调试和运行需求,使用Master主站+本地子站的设计策略,最终设计并实现了运行模式管理和切换的功能。系统的所有功能已在设备运行中得到了检验,有效保证了加速器的安全运行。     

可编程逻辑控制系统在北京自由电子激光装置的实验物理和工业控制系统中的应用

在北京自由电子激光(BFEL)装置的搬迁改造工程中,开关机系统的控制采用基于实验物理和工业控制系统(EPICS)的可编程逻辑控制(PLC)控制系统,它具有安全可靠、操作简单、易于扩展、便于通讯等优点.本文介绍了该控制系统的设计和开发,包括系统软硬件的结构设计以及系统的EtherNet/IP网络通讯.     

EAST托卡马克激光吹气杂质注入系统控制系统设计及测试

开展托卡马克等离子体中杂质输运与杂质控制研究对于提升等离子体约束性能与保障装置安全有重要意义。为了在EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)托卡马克装置上开展杂质输运研究,需要发展一套用于注入示踪杂质粒子的激光吹气（Laser Blow-off,LBO）微量杂质注入系统。本文描述了一种用于EAST托卡马克装置上LBO系统的控制系统设计过程与测试结果。该系统采用了全新的自动控制流程,使得系统可以重复、定量地向EAST等离子体注入不同元素的示踪杂质粒子。该设计通过STM32单片机系统实现对聚焦透镜位移、激光器被触发时刻的准确控制,且激光光斑直径可调,以改变杂质注入量。测试结果显示,系统能快速检测到外触发信号并实现精确定时,激光光斑聚焦位置误差小于0.40 mm,达到激光吹气杂质注入实验要求。本研究对在EAST装置上开展等离子体杂质输运研究具有重要意义。     

C_(60)与甲苯的激光诱导反应

在激光辐照下,Ｃ６０与甲苯反应形成了一系列的富勒烯衍生物,对其中的可溶产物进行的高效液相色谱－质谱－紫外光谱（ＨＰＬＣ－ＭＳ－ＵＶ）分析研究表明,反应产物中包括Ｃ６０（Ｃ７Ｈ７）ｎ,Ｃ６０Ｈｎ,Ｃ６０（Ｃ７Ｈ７）ｎＯｍ等,它们的形成可能与甲苯在激光作用下形成的自由基有关,多级质谱（ＭＳ／ＭＳ）分析表明,这些衍生物是自由基链结在笼状Ｃ６０外围的结果。     

CSA N285.6.3-12-液体注入停堆系统(LISS)接管嘴用退火锆合金无缝管材

(出版日期:2012年)此标准规定了无缝锆-锡合金管(R60802或R60804)的制造和性能要求,此合金管适用于位于CANDU堆堆芯中的慢化剂水的液体注入停堆系统(LISS)的接管嘴。     

复合型种子源~(125)I-~(103)Pd剂量场分布的蒙特卡罗模拟与实验测定

在相同参数条件下,使用MCNP5、EGSnrc两种蒙特卡罗方法模拟和实验测定~(125)Ⅰ-~(103)Pd复合种子源剂量场分布情况,实验中采用LiF热释光剂量片(GR-200)记录吸收剂量,有机玻璃为组织等效材料。通过与实验结果比较,两种程序在模拟粒子输运方法、几何描述、材料截面数据等方面结果不同,但是两种程序计算结果与实验符合较好。结果表明,MCNP5和EGSnrc可准确计算种子源剂量场分布。EGSnrc得到的剂量数据更加准确。