合肥储存环电子束平衡轨道的调整及闭轨校正

本工作对合肥储存环四极铁磁中心进行测量和闭轨校正,在闭轨校正过程中,通过对动量分散造成的闭轨畸变监测,对平衡轨道进行调节,成功地把束流的平衡轨道移到了合肥储存环的中心轨道上,并实现了在储存环中心轨道上进行电子注入,积累的800MeV能量的运行。     

合肥光源束基参考轨道的测量和全环校正

介绍了基于束流准直(BBA)的工作原理和系统组成,给出合肥800MeV储存环束基磁中心的测量结果,并以束基磁中心作为参考轨道,进行了全环校正。校正之后,剩余轨道的误差可以被控制在±0.1mm之内。     

基于PID控制的加速器束流闭轨反馈

束流闭轨反馈是提高束流轨道稳定性的有效措施,好的反馈算法可大幅提高束流轨道的稳定性。本文介绍了束流闭轨反馈校正理论和PID控制原理,以及应用PID控制进行储存环束流闭轨的反馈校正,并给出了模拟结果。结果表明,应用PID控制后,反馈系统的稳态误差更小,反馈精度更高,进一步提高了束流轨道的稳定性。     

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。     

上海光源快速轨道反馈系统

上海光源是世界先进的三代光源,束流轨道的稳定性对用户实验至关重要。快速轨道反馈(FOFB)系统将一定带宽范围内的束流轨道扰动抑制在一定范围内,从而保证引出光源点附近束流轨道的稳定。本文对上海光源的快速轨道反馈系统进行介绍。上海光源快速轨道反馈系统为分布式的高速光纤实时反馈控制系统,采用了SVD算法计算广义逆矩阵,使用PI调节器计算校正电源参数。硬件均是在独立的商业化模块基础上进行系统集成的,软件是基于EPICS和vxWorks平台自主开发的。系统经不断优化,已达到设计指标并于2014年初投入正式运行。目前,系统对轨道噪声的抑制带宽达100Hz,将束流轨道的扰动抑制在0.1μm(RMS)以下,达到世界三代光源的最好水平。     

100 MeV强流质子回旋加速器中的一次谐波研究

在回旋加速器中对应不同的能量束流具有固定的静态平衡轨道,轨道中心为机器中心。在粒子实际加速过程中,不可能严格的按照平衡轨道运动,而是围绕平衡轨道作betatron振荡。当磁场存在非理想分量时轨道中心将出现偏移,一次谐波引起的轨道偏移量为:()eo1r21R Bd=Bυ?(1)式中:B1为一次谐波场的幅值;Reo为静态平衡轨道半径;υr为径向betatron振荡频率。在一次谐波场的影响下束流将围绕偏移后的轨道中心振荡,导致束流径向尺寸变大,经过N圈后束流将偏移:x=2πN d(υr?1)=2Bπ(NυRre o B11)(2)本文采用轨道跟踪程序GOBLIN对该影响进行数值分…     

合肥光源储存环校正铁电源控制系统改造

束流轨道稳定性是同步辐射光源的重要性能指标.储存环校正铁电源控制系统是进行束流轨道校正的重要前提.本文描述了该系统硬件结构、软件设计及调试结果.运行结果表明,改造后的合肥光源储存环校正铁电源控制系统很好地满足了轨道稳定性对其的要求.     

蚁群算法在重离子治癌病灶定位中的应用研究

提出了将蚁群算法用于重离子治癌病灶定位中的方案。采用栅格法对重离子治癌中的环境信息进行了建模,并用Matlab对蚁群算法在该模型上的有效性进行了验证。给出了最短路线图及收敛曲线图,经分析可知蚁群算法能有效应用于重离子治癌过程中病人运送过程的路径寻优,可在基于视觉引导的定位系统下提高束流照射的精度,从而提高治疗效率,节省治疗时间。     

高能同步辐射光源低能束流输运线设计研究

高能同步辐射光源（HEPS）是计划在北京建造的发射度小于60 pm•rad的超低发射度光源。它由1台500 MeV直线加速器、1条500 MeV低能束流输运线、1台500 MeV～6 GeV的能量增强器、2条6 GeV的高能束流输运线、1台6 GeV的储存环以及同步辐射光束线和实验站组成。本文进行低能束流输运线的设计研究。低能束流输运线是连接直线加速器和增强器的束流传输线,在考虑建设布局限制的基础上,对两端的束流包络进行匹配,并将直线加速器产生的束流高效传输到增强器注入点。HEPS低能束流输运线设计时采用了功能分区的设计策略,设计有3个功能区,分别是消色散注入匹配区、光学参数匹配区、输出匹配区。为校正误差对束流的影响,HEPS低能束流输运线设置了8个BPM,水平和垂直各6块校正磁铁用于束流轨道校正,校正后的轨道满足束流传输要求。     

高能同步辐射光源低能束流输运线设计研究

高能同步辐射光源(HEPS)是计划在北京建造的发射度小于60 pm·rad的超低发射度光源。它由1台500 MeV直线加速器、1条500 MeV低能束流输运线、1台500 MeV～6 GeV的能量增强器、2条6 GeV的高能束流输运线、1台6 GeV的储存环以及同步辐射光束线和实验站组成。本文进行低能束流输运线的设计研究。低能束流输运线是连接直线加速器和增强器的束流传输线,在考虑建设布局限制的基础上,对两端的束流包络进行匹配,并将直线加速器产生的束流高效传输到增强器注入点。HEPS低能束流输运线设计时采用了功能分区的设计策略,设计有3个功能区,分别是消色散注入匹配区、光学参数匹配区、输出匹配区。为校正误差对束流的影响,HEPS低能束流输运线设置了8个BPM,水平和垂直各6块校正磁铁用于束流轨道校正,校正后的轨道满足束流传输要求。     

一个基于EPICS框架的EPU前端反馈系统

插入件是现代光源重要组成设备之一,其质量直接影响上海光源整体性能。由于建造和安装工艺的限制,插入件的磁场会对束流轨道稳定性产生影响。为降低对束流的扰动,在插入件电子束流入口和出口位置增加校正线圈实现自动补偿功能。因此我们设计了基于EPICS的插入件前端反馈系统,经测试,该前馈系统用户界面简洁,反馈控制功能完整可靠,实时性高,提高了束流的稳定性,为试验站稳定供光提供了保证。     

HLS电子储存环新校正铁控制系统

束流轨道稳定性是同步辐射光源的重要性能指标。校正铁电源的稳定是储存环束流轨道稳定的重要前提。老的校正铁电源其稳定性已不能满足机器稳定运行的需要,因此,采用新的数字电源来代替老的模拟电源,与此对应的控制系统也要相应的改造。描述了新校正铁电源控制系统硬件结构、软件设计及调试结果。运行结果表明,新校正铁控制系统很好地满足了机器运行和调试的要求。     

7 100MeV强流质子回旋加速器中的一次谐波研究

在回旋加速器中对应不同的能量束流具有固定的静态平衡轨道，轨道中心为机器中心。在粒子实际加速过程中，不可能严格的按照平衡轨道运动，而是围绕平衡轨道作betatron振荡。当磁场存在非理想分量时轨道中心将出现偏移，一次谐波引起的轨道偏移量为：     

BP神经网络改进算法在核电设备故障诊断中的应用

根据训练误差大小自适应调整神经元输入特性参数,并应用改进的遗传算法对神经网络的权值和隐含层数目进行优化,对传统的人工神经网络误差反传算法进行了改进,使训练算法的收敛速度大大提高.将人工神经网络技术和改进的BP网络训练算法应用于核电设备故障诊断,并以核电蒸汽发生器U形管破裂为例,建立了故障诊断模型.仿真结果表明,该算法的应用是可行的.     

基于EPICS和差分进化算法的同步辐射光束线智能调束系统

针对无规律变化的光源光束点和手动调束费时费力问题,本文实现了基于实验物理及工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)的同步辐射光束线智能优化调束。该系统基于差分进化算法,建立光束线智能优化模型,应用LabVIEW程序实现调束过程的自动优化。系统可以自由选择待优化的电机及其搜索范围,设置算法参数,跟踪进化进程,通过CaLab接口模块与光束线EPICS软件平台进行通信,控制电机运动。对该系统在上海光源衍射线站进行了在线测试,首次成功地在EPICS控制平台上实现了光束线的智能调束优化。测试结果表明:该智能调束系统能够较快地收敛于最优解,收敛时间大约30 min,较手动优化效率提高一个数量级以上。     

大型核反应堆内氙的最佳控制

本文联合运用微分动态规划及最小值原理研究了核电站变负荷过程中氙毒的最佳控制问题。结果表明:采用本文所述方法后,较好地解决了非线性两点边值问题(TPBVP)求解迭代过程中容易产生的发散问题。在保证相同精度的条件下,与单纯采用微分动态规划相比较,扩大了优化计算的收敛范围,加快了收敛速度,缩短了计算时间。     

工业CT散射校正方法的研究

在工业CT的扫描重建过程中，散射效应使得重建图像出现模糊，各点灰度值同实际物体的吸收系数之间出现偏差，需要进行校正。如果采用一般的卷积方法，则需要迭代多次才能收敛，所以在校正时间上不能达到要求。采用一种结合散射模型的Ordered Subsets Convex方法对散射效果进行校正，在校正速度和质量上都得到了很好的结果。     

利用尾场结构实现速度压缩中的非线性补偿

在高亮度电子束装置中,限制速度压缩方法应用的一个主要原因是压缩过程中非线性效应导致的非均匀压缩。为补偿速度压缩过程中的非线性效应,避免出现非均匀压缩导致的局部高流强和束团品质下降,提出了基于尾场结构的非线性补偿方法。该方法利用束流在尾场结构中产生的电场来实现对束流纵向相空间的调制,从而对速度压缩过程中的非线性效应进行补偿,获得均匀压缩的高品质束流。利用ASTRA模拟程序对该过程进行了详细模拟,结果表明:利用该方法可以获得均匀压缩的、发射度增长可控的高品质束流。同时,经均匀压缩后束流切片能散从约3 keV提升到了20 keV左右,有利于抑制在后续压缩过程中的微束团不稳定性。     

基于Geant4模拟的质子治疗束配系统的束流光学设计

质子治疗中为减小对肿瘤周围正常组织的损伤而对病人进行多角度照射时,通常采用旋转机架传输质子束流并且要求束流在旋转机架等中心处形成圆束斑。而同步加速器引出束流具有明显的不对称特点给等中心处圆束斑的实现带来困难。分别针对在旋转机架入口的真空窗处满足"圆束流法"、等中心处满足"圆束流法"和不采用"圆束流法"等三种方案进行了束流光学设计,并利用蒙特卡罗软件Geant4模拟分析不同方案下束流经过旋转机架、治疗头和人体在等中心处形成的束斑。结果表明,三种束流光学设计方案中束流在旋转不同角度情况下在等中心处的束斑均接近圆形,在采用"圆束流法"的两种方案中实际束流分布与圆束斑的差异相对较小。     

OSEM算法在编码板成像中的应用

为提高γ辐射编码成像中MLEM算法在图像重建时的速度及质量,论文基于核医学ECT图像重建中的OSEM算法思想在图像重建时对编码成像所得投影数据进行分组,并采用精细采样平衡相关法的重建结果作为初值进行迭代。通过实验对该算法进行验证。实验表明:OSEM算法可以有效提高收敛速度,改善重建图像质量。在γ辐射编码成像中采用OSEM算法是有效且可行的。