HIMM离子源测试平台控制软件设计

HIMM离子源控制系统基于以太网分布式控制,控制软件基于Visual C++设计实现。详细介绍控制系统的基本结构、工作原理、联锁报警、图形界面设计方法。针对真空系统、电源系统、冷却水系统等子系统的联锁要求,设计实现了联锁保护功能。束流调试结果验证了控制系统的稳定性和可维护性以及快速的反应时间和高精度的数据处理。     

射频离子源数据处理算法设计与分析

优质的算法是产生高品质数据处理模块的关键,数据处理模块作为长脉冲射频离子源数据智能分析与自动存储系统的主要构成部分,其性能表现直接影响到整个系统的智能化水平。本文在数据采集系统及长脉冲射频离子源数据智能分析与自动存储系统基本完备的基础上,针对长脉冲射频离子源在研制和测试过程中产生的大量脉冲型实验数据,通过统计得出数据的特性,设计和实现了"频域分析算法"。并将该算法应用于已在射频离子源测试台上测试使用的数据处理模块中,进行了可靠性检测及算法性能评估,最终达到了有效值准确获取、软件智能化水平稳步提升的目的。     

高频离子源

引言自桑奈门于1948年提出了性能比较完美的高频离子源后,由于它具有质子比高,工作稳定可靠,寿命长,以及结构简单而结实等优点,因而很快为人们所重视,十多年来,获得了迅     

小型中子管潘宁离子源磁路模拟设计

为改善潘宁离子源磁场均匀性和提高中子产额,通过模拟离子源内部磁场来设计磁路系统以改善粒子分布,获得阴极下方圆柱形磁体结构、阳极周围环形筒磁体结构、双磁环结构、多磁环结构、弧形环结构和加导磁结构等多种磁场模式设计结果及实验数据。实验表明模拟结果与实验数据符合较好;圆环形磁体比圆柱形磁体磁场分布更均匀;圆环数越多,磁场均匀效果越好;加导磁结构有明显固磁效果,可满足小型中子管潘宁离子源对磁场模式的要求。     

重离子治癌加速器离子源控制系统软件设计

重离子治癌加速器的控制系统非常复杂、非常重要,本文主要介绍了重离子治癌加速器离子源控制系统软件的设计。该控制软件采用C++,Flash和组态软件相结合的方式开发而成,用C++开发底层与设备交互的驱动程序,用组态软件开发数据的交互与处理,以及大部分的控制界面,用Flash开发界面的部分动态内容。核心控制程序运行在数据中心的主服务器上,中央控制室的客户机可通过浏览器运行控制界面。运用该控制软件,武威重离子加速器示范装置已于2015年成功出束。经2年实际运行表明,该控制软件能很好的保障离子源的正常调束需求,满足物理人员所提出的设计指标。     

用于中子发生器的小型ECR离子源设计

介绍了用于中子发生器的小型ECR(电子回旋共振)离子源的工作原理、基本结构和预期技术指标。叙述了该系统的设计过程、关键技术和创新点。     

永磁微波离子源

介绍了2.45 GHz袖珍永磁微波离子源的进展,源的外廓尺寸Φ100 mm×100 mm,重量小于5kg.它可工作于脉冲和连续两种放电模式.在微波功率500 W、引出电压45 kV及等离子体电极发射孔径为5 mm的条件下,对于脉冲模式,峰值流强为100mA,束流密度500mA/cm2;而对于连续模式,流强为60mA,束流密度300 mA/cm2.两种模式的质子比均可达到80%,归一化均方根发射度小于0.1 πmm·mrad.     

强流离子源电参数测量系统的电磁兼容设计

为保证强电磁干扰环境下测量系统的正常工作,对基于虚拟仪器的离子源远程电参数测量系统进行了电磁兼容性设计。从电源供电回路、测控信号输入输出通道、通讯网络、接地及屏蔽等方面研究了有关的电磁兼容性问题,并针对调试中的问题改进了设计。现场试验表明,该设计可以有效减少经由共阻抗耦合、供电电源耦合以及空间电磁辐射耦合途径传输的电磁干扰,远程数据采集系统工作正常。     

用于同位素电磁分离系统的强流离子源设计

随着我国核科学与核技术的发展,高丰度同位素的产量无法满足市场需求,极大地限制了相关领域的发展。因此,迫切需要发展高产额、高效率的电磁同位素分离装置。离子源作为电磁同位素分离器中的关键部分,其性能直接影响目标同位素的分离与产额。设计了一台2.45 GHz微波驱动的离子源用于稳定同位素电磁分离器的注入,目标是在引出能量40 keV下产生20 emA Xe⁺及5 emA Mo⁺。为了获得高密度等离子体,设计了双线包螺线管产生放电磁场,并通过仿真软件CST微波模块计算优化了高耦合效率的磁场位型和匹配波导。为了产生强流金属离子束,设计了内置放电室坩埚熔化金属氧化物。模拟结果表明：当加热丝电流为70 A时,坩埚温度最高为917℃,可以高效地产生金属钼蒸气,进入放电室进行离化。     

强流表面电离离子源

本文系统地描述了强流大型表面电离离子源的原理、结构、主要技术关键以及工作性能。该源已应用于大型180°电磁同位素分离器上,例如对铷元素,其最大引出离子流达120mA,最大接收离子流为66 mA,平均接收离子流在(25～33)mA之内。结果表明,源结构可靠,性能良好,有希望推广应用于其他领域。     

强流ECR离子源研究进展

研制了一台用于强流质子加速器的强流ECR离子源,建立了无油、大抽速的离子源实验台架,解决了微波功率馈送、放电室结构、高压打火和微波窗板损坏等问题,特别是对影响离子源寿命的窗板问题,做了独创性的改进,有效地解决了窗板容易损坏的难题,获得了很好的结果。离子源的引出能量达到70 keV,最大引出束流100mA,质子比好于80％,归一化rms发射度小于0.2π mm·mrad,离子源通过了12 h连续运行的可靠性考验。另外,设计加工了用于低能束流传输段的螺旋管透镜,设计加工了束流脉冲化装置,下一步将开展低能离子束的传输特性及脉冲化研究。     

MEVVA离子源及其应用

综述了ＭＥＶＶＡ离子源在金属硅化物，磁性薄膜，准晶材料和表面复合材料的制备以及电催化，抗腐蚀，抗高温氧化，抗疲劳和磷酸盐玻璃抗风化等研究领域的应用。     

强流表面电离离子源

本文系统地描述了强流表面电离离子源的工作原理和结构。详细论述了研制该源的技术关键,主要有:电离器材料的选择与成型、电离器的加热问题、蒸气的分配、流向与控制、 非所需电离表面的冷却和离子光学等。该源自1972年研制成功以来,已经应用于大型180°电磁同位素分离器上,它适于分离硷金属和稀土元素的同位素。例如,分离铷元素,其最大引出总离子流达10mA,最大接收总离子流为66mA,平均接收离子流大于25mA。大量结果表明:该源具有强流、聚焦性能好,稳定可靠等优点,并可望推广应用于其它领域。最后,本文还讨论了该源中出现的一些有趣的实验现象,指出了进一步研究的问题。     

袖珍溅射PIG离子源

本文描述一个袖珍端引出溅射PIG离子源。它用SmCo永久磁钢来产生源的约束场。该源既可以产生气体离子,也可以通过阴极溅射,产生相应金属离子。用该源通常可获得Ar~+500—680μA,Ar~(2+)～150μA;当用BF_3做放电气体时,可得B_(11)~+100—130μA,放电功率约为30W。当用Ar做辅助气体时,在30—50W的弧功率下,可得锆、铁、铝等金属离子70多μA;钽离子50—60μA;钛、钼等金属离子30多μA。两个电荷态的金属离子通常约为一个电荷态金属离子的1/2—1/5。     

ECR离子源实验台测试方法

介绍了ECR离子源实验台的工作原理和结构。总结了研制过程中单个主要部件参数的测试方法及在一定的束流和束斑直径情况下,综合参数的测试方法,并给出了理想的测试数据。提出了放电室中的等离子体密度、准确的氢气流量等参数还无法在运行中测试等问题和解决的办法。     

强流表面电离离子源

本文系统地描述了强流表面电离离子源的工作原理和结构。详细论述了研制该源的技术关键,主要有:电离器材料的选择与成型、电离器的加热问题、蒸汽的分配、流向与控制、非所需电离表面的冷却和离子光学等。该源自1972年研制成功以来,已经应用于大型180°电磁同位素分离器上,它适于分离硷金属和稀土元素的同位素。例如,分离铷元素,其最大引出总离子流达10mA,最大接收总离子流为66mA,平均接收离子流大于25mA。大量结果表明:该源具有强流、聚焦性能好,稳定可靠等优点,并可望推广应用于其它领域。最后,本文还讨论了该源中出现的一些有趣的实验现象,指出了进一步研究的问题。     

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。     

在线低能气体离子源

材料中氦和氢积累可引起材料性能的恶化甚至失效。为研究材料内氦和氢的存在形式、氦与氢及缺陷的相互作用、气泡的形成和演变过程以及各种因素的影响,建立一套离子束能量最高20keV的潘宁型气体离子源引出和聚焦系统,与200kV透射电镜联机,在离子注入现场原位观察氦和氢不同注入浓度下材料内部的微观结构及变化过程。对离子源进行氦离子的起弧、引出和聚焦测试。离子源在15–60mA放电电流范围内稳定地工作。在5×10–3Pa和1.5×10–2Pa工作气压下,放电电压约380V和320V。低气压下引出离子束流比高气压下大,且引出束流随放电电流和吸极电压的增加而增加。等径三圆筒透镜有显著聚焦作用,在距透镜出口150cm处,离子束流密度提高一个量级以上。能量10keV左右的氦离子获得束流密度约200nA·cm–2的离子束,可满足多种材料进行在线离子注入和原位电镜观测的需要。     

氩双等离子体离子源

这是一台为聚焦重离了束溅射制靶装置研制的离子源。双等离子体离子源产生1～2mA的氩离子束,并被加速到10keV的能量。通过调节单透镜的聚焦作用和离子源的放电状态,可以使到达靶上的氩离子束直径(束密度最大值的1/10处的全宽度)在2mm左右,束密度最大值的1/2处的全宽度为1mm左右。源连续工作超过24小时。