NDZ-20医用电子直线加速器的注入系统

文章介绍了NDZ-20医用电子直线加速器的束流注入系统的结构和特性。电子枪为轰击型的皮尔斯电子枪。漂移管上的预聚焦线圈、偏掉线圈、导向线圈和束流前沿切割线圈用来实现对电子束的多种控制,实现加速器的ARC,ADC和BLC运用,以保证加速器运行的稳定性和可靠性,改善反馈加速器的能谱。     

100 MeV强流回旋加速器中残留气体引起的束流损失研究

在回旋加速器加速负氢离子的过程中,由于磁场的洛伦兹力剥离以及真空条件引起的束流损失,是制约加速器最终束流强度的关键因素。束流损失除了导致引出流强降低外,在强流情况下更严重的是加速器内部放射性剂量的增加,给机器的运行维修带来困难,同时,损失的束流轰击加速器内部的某些部件,将导致机器的稳定运行问题。对回旋加速器中残留气体引起的束流损失的机理研究,在理论上解决强流负氢回旋加速器中残留气体引起的束流损失问题,从而对回旋加速器的真     

MeV离子轰击碳样品引起的碳氢团簇产额

利用北京大学2×1.7MV静电串列加速器产生的1.5MeV Au2+和Si+束流轰击碳纳米管样品,用二次离子飞行时间质谱方法分析了二次离子成分,通过质量已知的样品的定标,确认了轰击产生的二次离子质量。分析束流轰击后的二次离子产额,发现在此能量下二次离子产额与离子在物质中射程的横向歧离表现出正相关。     

中国散裂中子源强流质子加速器设计、研制及调试运行

中国散裂中子源(CSNS)是基于强流质子加速器的大科学装置,通过高功率质子束流轰击重金属靶产生高通量中子用于开展中子散射研究,CSNS是世界上第四台、发展中国家第一台脉冲型散裂中子源。CSNS包括高功率强流质子加速器、中子靶站和中子谱仪以及相应的配套设施等。加速器由80 MeV负氢直线加速器、1.6 GeV快循环同步加速器及相应的束流输运线组成。CSNS加速器是我国第一台中高能强流高功率质子加速器,本文将介绍CSNS加速器的设计、关键技术、设备研制以及束流调试过程和其中关键问题。     

中国散裂中子源强流质子加速器设计、研制及调试运行

中国散裂中子源（CSNS）是基于强流质子加速器的大科学装置,通过高功率质子束流轰击重金属靶产生高通量中子用于开展中子散射研究,CSNS是世界上第四台、发展中国家第一台脉冲型散裂中子源。CSNS包括高功率强流质子加速器、中子靶站和中子谱仪以及相应的配套设施等。加速器由80 MeV负氢直线加速器、1.6 GeV快循环同步加速器及相应的束流输运线组成。CSNS加速器是我国第一台中高能强流高功率质子加速器,本文将介绍CSNS加速器的设计、关键技术、设备研制以及束流调试过程和其中关键问题。     

医用回旋加速器生产正电子核素~(18)F条件分析与优化

分析医用回旋加速器正电子核素18F的照射条件和轰击参数对生产的影响,优化生产条件并给出最佳的轰击参数以期获得高效的生产产额。使用Origin 9.0软件绘制核素18F产量随不同质子束流强度和轰击时间的变化趋势曲线,以蒙特卡罗方法建立回旋加速器质子辐照靶室模型,分析不同质子能量、Havar膜和靶水厚度等对核素18F产量的影响,并给出18F生产最佳的束流强度、轰击时间和质子能量等生产参数。回旋加速器运行期间束流应充分聚焦于照射靶室中心位置,最大化的利用束流以引发足够多的核反应;根据质子束流的能量选择合适的Havar膜和靶水厚度,20 Me V质子束流轰击生产正电子核素18F的靶室系统使用Havar膜总计厚度60μm,靶水厚度3 mm,可获得最佳18F产量。总体而言,18F的产量随束流强度而增大,轰击时间越长18F产量越大,但随着轰击时间的延长增长趋势变缓,轰击时间建议60 min左右。正电子核素18F的生产需要选择合适的Havar膜和靶水厚度(当质子能量为20 Me V时,推荐Havar厚度60μm,靶水厚度3 mm),轰击时间建议60 min左右,开机启动稳定一段时间后再开始照射。     

基于束流变压器的辐照加速器束流流强测量系统

加速器产生的电子束广泛应用于食品加工以及医疗卫生行业,为满足辐照加工中对剂量控制的要求,需要对加速器输出流强进行实时测量。基于10 MeV加速器脉冲束流流强的大小,提出一种束流变压器的测量方案,并根据束流变压器的输出特性设计了一套测量电路,包含阻抗匹配、放大电路、采样保持电路、压频转换电路及可编程逻辑控制器(PLC)处理电路等模块。在实验室搭建简易模拟束流电路对束流变压器进行定标,定标结果与模拟束流的拟合曲线线性度好,实际增益与理论分析基本符合。系统在10 MeV/20 kW加速器上进行了实验验证,测量输出结果稳定,可靠性高,可为辐照加工的工艺研究提供参考。     

100 MeV回旋加速器的高功率质子束流线研制

为调试100 MeV回旋加速器高功率束流及放射性同位素研制,设计了一条高功率质子束流线及可插拔式高功率束流调试靶。研究了100 MeV回旋加速器引出区色散效应及剥离膜的散射效应,从而优化了光学模拟的初始参数,使得模拟结果更加精确。高功率束流调试靶设计为可插拔式以代替常用固定式调试靶,该靶插入束流管道中时可进行高功率质子束流调试,在拔出时,质子束流可直接轰击束流线终端的靶站以生产放射性同位素。优化了高功率束流调试靶的水冷结构,确保调试靶可承受500 μA以上的质子束流。经调试,该束流线可传输最高流强520 μA的质子束流。     

100 MeV回旋加速器的高功率质子束流线研制

为调试100 MeV回旋加速器高功率束流及放射性同位素研制,设计了一条高功率质子束流线及可插拔式高功率束流调试靶。研究了100 MeV回旋加速器引出区色散效应及剥离膜的散射效应,从而优化了光学模拟的初始参数,使得模拟结果更加精确。高功率束流调试靶设计为可插拔式以代替常用固定式调试靶,该靶插入束流管道中时可进行高功率质子束流调试,在拔出时,质子束流可直接轰击束流线终端的靶站以生产放射性同位素。优化了高功率束流调试靶的水冷结构,确保调试靶可承受500μA以上的质子束流。经调试,该束流线可传输最高流强520μA的质子束流。     

加速器束流发射度测量

一、引言加速器束流发射度是束流本身的一个重要特性参量,它完整地描述了束流的径向性能。发射度的测量,为加速器输出束流的使用提供了确切的依据,特别是对于束流的传输来说,有效发射度及其σ矩阵是计算传输过程中束流包络所必不可少的初始条件。     

大功率电子束轰击炉高压PWM电源的研制

介绍高压PWM-BUCK DC/DC变换器的工作原理,分析其工作特点,给出了应用于大功率轰击炉加速电源工程实践的技术路线.运行结果证明,高压PWM电源较之晶闸管移相调压控制的高压电源,具有输入电流谐波小、功率因素高及运行效率高等优点.     

工频倍加型电子束辐照装置的调压控制

改进了调压控制系统以实现工频倍加型电子加速器的高压稳定调节。该系统采用伺服电机驱动柱式调压器进行调压,可编程控制器作为逻辑控制单元,工控机实现人机交互,采用闭环和开环方式实现高压调节控制。实验证明,该控制系统的响应速度、稳定度及调压精度较传统调压系统均有较大改进,能满足性能要求更高的电子加速器的控制要求。     

用玻璃射程查表法测定电子射线的能量

研究了用盖玻片着色方法确定电子射程，再对照不同能量电子在硅中的射程表，用线性插值法求得电子能量，由此得到测量加速器端电压的旋转伏特计读数Ｖｒ与电子能量Ｅ之间的关系曲线，用核反应法进行能量校准，它们之间的误差约为１．５％。此法简便易行，也较精确，是测量电子加速器能量的一种较好的方法。     

离子束辅助沉积立方氮化硼的试验研究

运用离子束辅助沉积(IBAD)法在硅片上制备了立方氮化硼(c—BN)薄膜，研究了辅助能量、辅助束流及辅助束中氮气含量等参数对膜中c—BN含量的影响。用红外光谱(FTIR)及X射线光电子能谱(XPS)分析技术对得到的c—BN膜进行了分析。结果表明：合适的离子辅助能量能够获得c—BN含量高的薄膜；膜中c—BN的含量随辅助气体中N2含量的提高而增加；辅助束流对薄膜的形成影响不明显。     

Contribution from the experimental apparatus to the low energy background in Rutherford backscattering experiments

Low energy background was observed while bombarding a thin gold foil with protons. Measurements performed in different experimental arrangements and scattering calculations indicate that a large part of this background must arise from the pure energy definition of the bombarding beam. Particles of unknown origin and of lower energy than the nominal bombarding one were observed by which a separate energy spectrum of the low energy background of the Rutherford backscattering experiments was generated.     

Design and Development of a Power Supply System for NBI Test Stand of EAST

A neutral beam injector (NBI) test stand was constructed to develop a multi-megawatt prototype ion source as an auxiliary heating system on experimental advanced superconducting tokamak. A power supply system for the NBI test stand components such as a set of dc power supplies for plasma generator, a dc high voltage power supply of a tetrode accelerator, a transmission line and a surge energy suppressor. Stable arc discharges of the plasma generator with hydrogen gases for 100 s long pulse have been produced by six Langmuir probes feedback loop regulation mode to control the arc power supply. The 4 MW hydrogen ion beam of 1 s is extracted with beam energy of 80 keV and the beam current of 52 A. The dc high voltage power supply for the plasma grid of the prototype ion source was designed to contribute maximum voltage of 100 kV and current of 100 A. The high voltage power output is continuously adjustable to satisfy with plasma physics experiment in operation frequency of 10 Hz. To prevent damage of the beam source at high voltage breakdown, core snubber using deltamax soft magnetic materials have been adopted to satisfy the input energy into the accelerator from the power supply can be reduced to about 5 J in the case of breakdown at 80 kV. For the transmission line, a disc shape multi cable coaxial configuration was adopted and which the dimension of the diameter is 140 mm at the core snubber. The major issues of discharge characteristics with long pulse and beam extraction with high power for the prototype ion source were investigated on the NBI test stand.     

北京放射性核束装置在线同位素分离器的研制

北京放射性核束装置在线同位素分离器（BRISOL）采用100 MeV、200 μA回旋加速器提供的质子束打靶产生中、短寿命放射性核束,进行在线分析后供物理用户使用,其质量分辨率好于20 000。BRISOL装置现已建成,并开展了氧化镁、氧化钙靶的在线实验,在线产生了³⁷K⁺、³⁸K⁺、²⁰Na⁺、²¹Na⁺等多种放射性核束。本文详细介绍该装置的研制及运行情况。     

在电子驻波直线加速器上获得小束斑电子束

近年来高效率探测器阵列数字辐射照相技术已经用于无损探伤实时在线图象处理检测。厚在则重的关键部位的微小缺陷，需要用加速器产生的高能电子束作为焦点打靶产生Ｘ射线进行无损探伤检测。     

BRISOL钠同位素放射性核束的产生

北京放射性核束装置在线同位素分离器（BRISOL）采用100 MeV、200 μA回旋加速器提供的质子束打靶产生中、短寿命放射性核束,在线分析后供物理用户使用,其质量分辨率好于20 000。为开展²⁰Na核的奇异衰变特性研究,研制了氧化镁靶,并采用100 MeV质子束轰击氧化镁靶在线产生了^20～26Na⁺的钠同位素放射性核束。当质子束流强为8 μA时,²⁰Na⁺离子束的最大产额为2×10⁵ s^-1,²¹Na⁺离子束的最大产额为4×10⁸ s^-1。完成了北京放射性核束装置首个放射性核束物理实验,累计供束近200 h。     

Thick Lithium Metal Target for Fast Neutron Production

A high flux fast neutron was produced by the (d, n) reaction of a lithium metal target. A thick lithium layer for the target was prepared by a simple method of melt-coating on a copper plate. The fast neutron (>9 MeV) flux at a distance of 6mm from the target was (9.0±1.6)×l0⁶ n/cm²·sec·μA with use of a 2.0 MeV deuteron beam. A flux of 2.7×10⁹ n/cm²·sec was obtained by bombarding the target with the deuteron beam of 300 μA.