加速器联机装置运行状况

2008年武汉大学加速器联机系统初步建成,200 kV离子注入机至透射电镜束线进行了运行调试,开展了气体离子注入单晶Si、GaAs、Ag纳米晶和超临界反应堆材料(C276和6XN)的原位结构研究。结果表明,样品在注入至一定剂量时发生明显多晶和非晶化,单晶Si出现非晶化的临界剂量在10~(14) cm~(-2)。C276材料经1×10~(15)cm~(-2)的Ar离子辐照后,产生尺寸3-12 nm的位错环,其密度随剂量提高而增大,至5×10~(15)cm~(-2)出现多晶,剂量超过3×10~(16) cm~(-2)出现非晶化。在加速器-电镜联机光路上安装在线RBS靶室对离子束辐照材料进行元素成分和晶格定位测试。靠近电镜端安装50 kV低能离子源,开展核材料中氦泡形成过程的原位观测。对RBS/C装置进行数字化改造,用Labview控制系统运行,目前可进行计算机控制的背散射沟道测试。     

武汉大学加速器-透射电镜联机系统

本文介绍我国第一台加速器-电镜联机装置,该装置由一台2×1.7 MV串列加速器、一台国产200 kV离子注入机和一台日立H800型透射电子显微镜组成,并通过联机传输系统实现联机.目前离子束已进入电镜样品室,达到原位观测的要求.     

串列加速器-子注入机-射电镜联机系统的建立

建立了由2×1.7MV串列加速器、200kV离子注入机、H800型透射电子显微镜和联机传输系统组成的我国第1套串列加速器 离子注入机 透射电子显微镜联机装置。对主要设备进行了改造，并采取有效措施解决了联机装置的隔震问题。2台加速器和所有的真空泵都运行时，电镜仍可正常工作，观察到的图像质量不受振动影响。电镜室内样品倾斜角最大可达52°以上，离子注入不影响电镜观测，可进行离子注入的原位和实时结构研究。离子注入机输出的115keV氮离子在电镜入口测得的束流强度达100～180nA。初步实验已原位观察到氮离子注入导致单晶硅非晶化的过程，显示这套装置具有离子注入条件下的原位观测能力。     

Ar~+辐照Hastelloy C276显微结构演化多尺度模拟研究及实验验证

采用分子动力学结合团簇动力学研究了Hastelloy C276Ni基合金在Ar+辐照(室温,约10dpa)下的显微结构演化机理,开发了多尺度模拟程序Radieff,利用Radieff模拟了在Ar+辐照下C276中间隙位错环和孔洞的形核、长大过程。在武汉大学串列加速器-离子注入机-透射电镜一体化联机装置上开展了115keV Ar+辐照C276验证实验,采用一体化联机透射电镜观察了辐照缺陷尺寸及形貌。不同辐照剂量下位错环尺寸模拟结果与实验结果吻合很好。     

回旋加速器束流输运系统离子光学特性分析

为了提高束流在输运系统中的传输效率,改善靶点的束斑特性,本文用TRANSPORT程序对四川大学回旋加速器束流传输系统的光学特性进行了计算和分析。 TRANSPORT是采用矩阵方法计算带电粒子束在输运系统中光学特性的通用计算机程序,并能利用非线性最小二乘法和耦合系数方法对系统参数实行优化,广泛用于束流传输系     

350-450 nm范围的氧离子激发光谱的实验测量

在2×1.7串列加速器上,利用装有CCD的Spectrapro-500i光谱单色仪的测量装置,采用束-箔方法,在2 MeV束能下研究350-450 nm波长范围的离化态氧原子光谱.本文报道在350-450 nm范围已确定的182条光谱线,这些谱线大都属于O Ⅱ到OⅣ原子的n、l能级间的跃迁的弱谱线.实验结果与现有的一些理论一致.实验发现,有28条谱线在以前的文献中没有报道.     

加速器内电场和离子运动的数值模拟

使用模拟电荷法对加速器内发射电极为平板形状,靶电极分别为平板和球冠形状两种情形下电极之间的电场进行了模拟,同时对被加速离子的运动参数进行了计算,模拟结果表明离子最终能量随发射电极中心孔的减小而增加,球冠形状靶电极比平板形状靶电极对靶活性区的利用效率更高.     

静电加速器离子束杂质成分的测定

静电加速器广泛应用于离子的X射线分析、背散射、核反应和研究离子与物质的相互作用等等。静电加速器的离子由离子源产生,极端部高压进行加速。离子源所产生的离子往往不是很纯净的。为此,通常依靠磁分析器来排除那些被加速而又不需要的离子,并挑选出所需要的离子。但是,磁分析器要区分开那些荷质比相近的离子是十分困难的。在磁分析器所挑选出的离子束中,往往含有一些荷质比相近的其他离子。例如,在选择氘离子源的D~-离子中伴随有H_2~ 离子;相反在选择氢离子源的H_2~ 离子却伴随有D~ 离子。~4He~ 离子中可能伴随D_2~ 和~(12)C~(3 )离子。离子束中的杂质成分往往被人们所忽视,但在有些情况下,却是不容忽视的。例如,在利用D~ 离子分析表面氢含量时,D~ 离子束中含有H_2~ 离子就会直接影响到分析的灵敏度;在研究H_2~ 离子与固体膜相互作用时,H_2~ 离子中含有的D~ 离子的数量大小也会影响到测量的精度;在背散射分析、离子溅射、辐照损伤研究以及核反应截面测量时,有时也不能忽视离子束中的杂质成分。     

多种能量输出的电子直线加速器方案设计

由于电子加速器的设备规模和投资较大,随电子加速器在工业生产和社会中的应用越来越多,人们希望同一台加速器能输出多种能量的电子束,以满足不同场合的需求,达到一机多用的目的。     

强流加速器中束晕-混沌的外部磁场自适应调整控制

研究了周期性聚焦磁场通道中,束晕-混沌的外部磁场自适应调整控制方法,给出了磁场控制方程。以初始分布为K-V(Kapchinskij-Vladimirskij)分布的强流离子束为例进行数值模拟。研究结果表明:磁场参数的自适应控制方法能够很好地控制束包络的演化,使束包络半径向匹配半径收敛;同时     

合肥光源束流输运线线性光学参数设计研究

合肥光源由800MeV电子储存环、200MeV直线加速器和束流输运线组成。束流输运线线性光学参数是影响束流传输效率和储存环注入效率的关键因素。在分析合肥光源现束流输运线性能基础上,重新优化设计输运线聚焦结构。新设计在改善输运线与储存环之间Twiss参数和色散函数匹配基础上,更好地控制传输过程中束流包络,并减轻了开关磁铁幅度抖动对传输束流末态位置的影响。通过优化光学参数设计,束流传输效率将明显改善,同时参数匹配将有利于提高储存环注入效率。并且,新设计中的主磁铁磁场强度较低,输运线具备传输800MeV束流的能力。     

Preliminary Beam Line Design for CYCIAE-100 Project

The Beijing Radioactive Ion-beam Facility （BRIF） is one of the main projects at China Institute of Atomic Energy （CIAE）, and will be a versatile platform for nuclear study in China. As a major part of this project, the 100 MeV cyclotron is designed to provide protons beam from 75 MeV to 100 MeV continuously. When the construction is accomplished, the beam dump system will be used to debug the machine. Then the adjusted beam is transported to the target through the ISOL proton line, isotope study proton line, single energy neutron source proton line, mix energy neutron source proton line, biomedicine study proton line, single particle effect study proton line, and etc.     

CYCIAE-30医用回旋加速器束流输运系统升级改造

在中国原子能科学研究院CYCIAE－30医用回旋加速器现有的束流输运系统的基础上，根据气体靶生产新品种医用同位素的技术要求，用TRACE－3D对束流输运系统的升级改造方案进行设计，包括束流线的总体布局和光学设计。根据束流光学设计的结果，〖JP3〗设计了新增束流线的磁四极透镜和偏转磁铁。     

Upgrading Beam Line Design for CYCIAE-30 Medical Cyclotron

CYCIAE-30, the first high intensity medical cyclotron in China, is a compact cyclotron providing energy from 15-30 MeV. This machine is designed to accelerate H^- and extract protons in two directions.     

Wobbling Magnet Design for the Beam Line of CYCIAE-100

In most cases, the extracted beam from cyclotrons is in Gaussian distribution, while in many applications uniformly distributed beam is needed. On account of this, the wobbling magnet is designed to satisfy the need. The wobbling magnet can form a uniform rolling magnet field perpendicular to the beam transfer direction, which enables the beam through the wobbling magnet to turn with it. As a result, the uniformity of the beam will be improved. Figure 1 suggests the course of turning.     

Design and Calculation of Buncher in Pulsing Beam System

The buncher system is the one of the main parts in the pulsing beam generation system for 10 MeV central region of model （CRM） compact cyclotron and it will modulate the beam in the longitudinal direction. The beam with special phase width will be compressed into very short pulse in the time with buncher. With the modulation of a buncher, the charged particles in the continuous beam segments will come into being very short pulse after a long drift, and this pulse length should be less than the RF phase acceptance of the CRM cyclotron, that is, the pulsed beam can be captured by the RF system of the cyclotron completely. Because the velocities of the charged particles will be modulated with the buncher,     

重离子加速器束运线数据库系统设计优化

描述了兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）束运线电源参数数据库系统的设计优化。依托HIFEL-CSR的主数据库系统Oracle,设计了电源电流的读取界面,实现电源的实时监控,建立了新的电源参数数据库分系统,并实现了Oracle数据库系统和Access数据库系统的数据互存,建立了方便的参数打印、查询界面。     

CYCIAE-100回旋加速器质子照相束流线控制系统的研制

为了对质子照相束流线设备进行远程监测与控制,实现束流线各子系统的安全联锁功能,研制了一套采用标准控制模型结构的分布式EPICS控制系统。该控制系统通过PLC组态实现了开关逻辑设备的安全联锁及工艺流程控制。核心控制系统采用EPICS建立了多个IOC作为控制器。针对不同CPU构架下的服务器搭建了交叉编译环境。针对数字电源设备与真空仪表设备使用StreamDevice完成设备驱动及通信协议的开发,并通过建立IOC动态数据库,实现了IOC对流设备和PLC信号的监测与控制功能。使用CSS设计OPI,实现了上位机对EPICS IOC中数据的透明访问。该束流线控制系统已成功应用于CYCIAE-100回旋加速器的质子照相物理实验中。通过长时间的运行,控制系统的可靠性、安全性得到了验证。控制系统的稳定运行,为质子照相实验的开展奠定了基础,对类似的控制系统研制具有一定的参考价值。