在线同位素分离器监控系统的研制

在线同位素分离器(ISOL)装置是HI-13串列加速器升级工程中产生放射性核束及13 MeV串列加速器的注入部分,其能产生多种放射性核束,具有高质量分辨率的特点。为实现该装置的监控任务,结合ISOL的分布情况和特点,设计了一套PLC框架下构建的基于以太网的分布式控制系统。本文介绍受控设备的特点、控制方式、监控系统的基本结构、安全联锁和抗干扰设计、图形化监控软件设计、数据存储方式及运行情况。     

串列升级工程ISOL的放射性气体收集系统的设计

中国原子能科学研究院的串列加速器升级工程将利用新建的1台100MeV回旋加速器作为驱动加速器，通过新建的在线同位素分离器，在线产生要求的放射性核束，将其注入HI-13串列加速器中加速后进行各种物理实验研究。ISOL工作时，靶源系统会产生很多放射性核素，     

在线同位素分离器监控系统的研制

在线同位素分离器(ISOL)装置是HI-13串列加速器升级工程中产生放射性核束及13 MeV串列加速器的注入部分,其能产生多种放射性核束,具有高质量分辨率的特点。为实现该装置的监控任务,结合ISOL的分布情况和特点,设计了一套PLC框架下构建的基于以太网的分布式控制系统。本文介绍受控设备的特点、控制方式、监控系统的基本结构、安全联锁和抗干扰设计、图形化监控软件设计、数据存储方式及运行情况。     

BRIF—ISOL靶源区材料活化估算

串列升级工程在线同位素分离器（BRIF—ISOL）的靶源区，回旋加速器产生的高能强流质子打靶时，产生大量的中子，靶周围的材料活化比较严重。对各种可能选用的材料，受中子活化的程度进行了估算，为设计材料的选择提供参考。     

串列升级工程在线同位素分离器（BRIF—ISOL）工程进展

2007年，串列升级工程在线同位素分离器的工程全面开展，并重点解决BRIF—ISOL的关键的技术问题。主要开展了以下几方面的工作。     

Bubble Production and Evolution in Stainless Steel Irradiated With Protons

北京HI-13串列加速器升级工程（BRIF）由100MeV回旋加速器、在线同位素分离系统（ISOL）和超导直线增能器（SCLB）组成。它以原有的HI-13串列加速器为基础。其中，100MeV回旋加速器是工程中的一个主要组成部分，高流强（≥200μA）、紧凑型结构是其主要特点。通用工程包括电源、水冷、真空、束流诊断和计算机控制等。     

BRIF—ISOL二极铁磁场三阶梯度指数修正研究

串列加速器升级工程在线同位素分离器（ISOL）要求质量分辨率20000，分析磁铁场均匀性要求好于0．001％。采用所谓的垫补线圈可以有效地在磁场径向产生各阶梯度场，对二极铁引起的高阶像差进行修正。使用垫补线圈的优点在于可以方便地改变磁场梯度，而不受磁铁主场强的影响，同时可以节省系统的空间。改变一阶、二阶以及三阶梯度场的垫补线圈分别叫α、β和修正线圈。     

HI-13串列加速器升级工程进展与现状

中国原子能科学研究院的"HI-13串列加速器升级工程"是在现有的HI-13串列加速器的基础上,前端新建一台100 MeV、200 μA紧凑型质子回旋加速器(CYCIAE-100)和质量分辨为20000的在线同位素分离器(ISOL),后端新建一台能量增益为2 MeV/q的超导直线增能器(SCB),形成一加速器组合装置.各加速器可单独使用,也可联合使用.回旋加速器单独使用时主要用于中子物理、辐射物理、生物医学的研究及同位素研发.联合使用时,回旋加速器的质子束将用于轰击靶源,产生放射性同位素束,经在线同位素分离器后注入串列加速器加速,为用户提供放射性核素束流.     

HI－13串列加速器升级工程在线同位素分离器高质量分辨谱仪物理设计

HI－13串列加速器升级工程中的在线同位素分离器(ISOL)高质量分辨谱仪要求20000的质量分辨率。本工作采用大小铁双能量结构削弱能量色散，有效解决了束流能散过大导致的谱仪质量分辨率低的问题。结果表明：当束流高斯分布宽度为0.06mm和10mrad时，谱仪的质量分辨率达到了33400；若考虑加速段引入的0.002%能散，谱仪最终的质量分辨率为20000。     

熔化靶技术用于在线同位素分离器

将熔化铅靶技术应用于在线同位素分离器。６００ＭｅＶ中能＾１８Ｏ束轰击熔化铅靶的反应产物通过传输管扩散进入离子源,由带传输系统进行了汞同位素的收集和传输。实验观测到了汞的若干同位素的γ射线。     

Mo（^19F，xn）^111In反应产生扰动角关联探针核^111In厚靶产额测量

扰动角关联方法直接测量作用在探针核上的超精细相互作用，是一种灵敏度高、准确性好、原子尺度上的微观分析方法。^111Cd是最常用的扰动角关联探针核，其母核为^111In。中国原子能科学研究院正在建立基于HI-13串列加速器的在线放射性同位素分离器(ISOL)，用其产生放射性核束作为探针核，开展在线扰动角关联研究。     

紧凑发射度仪的研制

中国原子能科学研究院的串列加速器升级工程将利用新建的1台100MeV回旋加速器作为驱动加速器，通过新建的在线同位素分离器，在线产生所要求的放射性核束，将其注入HI-13串列加速器中加速后开展各种物理实验研究。其中，在线同位素分离器所产生的放射性核束的强度非常低，     

100MeV回旋加速器通用工程初步设计

北京HI-13串列加速器升级工程(BRIF)由100MeV回旋加速器、在线同位素分离系统(ISOL)和超导直线增能器(SCLB)组成。它以原有的HI-13串列加速器为基础。其中,100MeV回旋加速器是工程中的一个主要组成部分,高流强(≥200μA)、紧凑型结构是其主要特点。通用工程包括电源、水冷、真空、束流诊断和计算机控制等。1)100MeV回旋加速器、ISOL系统和物理实验终端将置于一新建筑中,需1套功率为1500kV·A左右的电源系统。输入电压由10kV转化为380V,通过电源分开关和动力电缆分配到不同的系统。为了满足物理测量的需要,同时建立1套新的洁净…     

BRIF—ISOL靶源系统处理方案的优化设计

BRIF—ISOL是正在开展的串列加速器升级工程上一个非常重要的部分。该系统是利用回旋加速器产生的100MeV质子束打靶产生放射性同位素，在线分离进入实验终端或者注入现存的串列加速器。由于高能量质子束的打靶，ISOL靶源系统存在活化严重、放射性水平高的问题。另一方面，系统中靶源需要经常更换。所以，一个稳定可靠的遥控操作系统或者是安全屏蔽状况下的现场操作系统设计是必需的。     

FEBIAD离子源的新进展

描述了用于兰州在线同位素分离的FEBIAD靶 -离子源的改进、最新进展和结果。经过改进后 ,在线同位素分离器对Xe的分辨本领由原来的 360提高到 60 0 ,对199Hg的在线测量效率提高了一个数量级 ,并测出了Hg、At、Rn等元素的一系列放射性同位素产物及生成截面为 5×10 - 34 m2 的2 0 8Hg衰变的能量最高的一条γ线。     

BRISOL弱束流剖面成像仪的实验研究

本文介绍了北京放射性核束装置同位素在线分离器中弱束流剖面成像仪的研制情况,包括装置的组成、图像的获取和发光材料CsI对束流的光学响应,给出了初步实验结果。实验结果表明,这种基于CsI(Tl)闪烁晶体的束流剖面成像的方法可用于同位素在线分离器的调束。     

串列升级工程在线同位素分离器（BRISOL）配电系统设计

在线同位素分离器是串列升级工程的子项目,它利用回旋加速器产生的质子束打靶产生放射性核素,对束流进行分析后供物理用户使用。本年度完成了其配电系统的设计。     

产生放射性核束的厚靶的物理设计

在线同位素分离器(ISOL)是北京放射性核束装置(BRNBF)计划的主要设备之一,其中用来产生放射性核素的厚靶为技术关键,它决定了放射性核束的产生效率及总强度,是设计中需重点考虑的。为了提高放射性核素的扩散速度,减少短寿命核素的衰变损失,靶的温度应尽可能高,同时还要保证厚靶在强流辐照条件下的结构完整性。文内讨论了对靶材料的物理、化学性质,靶物质的尺寸形态,靶结构和散热系统设计等方面的要求,列举了几种候选靶材,介绍一个厚靶的物理设计过程,设计了一个石墨靶衬并合理安排厚靶的     

BRISOL系统弱束流剖面成像仪（BPM）实验研究

在串列升级工程中，在线同位素分离器要产生并通过磁分析器分选出所要求的放射性核束，放射性核束束流强度很弱，一般为10^4～10^10s^-1。为了对束流进行有效的诊断，设计了采用在束流轰击时可发光的闪烁体，配合CCD摄像头直接获得光斑图像，进而得到束流分布相关信息的测量装置，即束流剖面成像仪（BPM），其组成如图1所示。     

电磁同位素分离器的维护与运行

2001年度2次对电磁同位素分离器（F-3）进行了全面检测和维修,使分离器的真空、水冷、供电和控制等辅助系统达到正常状态,分离器可进行分离运行。 本年度进行了铷同位素的分离。采用直热式阴极,其寿命约30h,工作物质为RbCl。主要运行参数如下: 引出高压:30kV:聚焦电压:-5～-15kV;工作温度:650℃; 弧放电电压:60～300V;弧放电电流:0.5～1.5A; 平均接收束流:20mA。 得到的铷同位素产品列于表1。