K-400高压倍加器的应用与改进

我校K-400高压倍加器是上海先锋电机厂1966年的产品。其主要技术指标为: (1)空载时最高电压为440kV。(2)高压电流最大输出电流5mA。(3)K-400高压倍加器采用高频离子源,离子源在气耗量低于50cm~3大气压/小时情况下离子流不低于2mA。(4)在额定引出束流时,系统真空度不低于2×10~(-5)mmHg。(6)氘氚反应中子产额为5×10~(10)n/s,最高可达1×10~(11)n/s。 该加速器自1967年出束以来运行正常。随着应用领域的扩展和研究课题的深入,对加速器也作了一些改进。     

双会切串级镜MM-4U的首批实验结果

介绍了MM-4U装置的结构、原理和初步实验结果。这些结果主要是:用电子注入可以在装置系统中建立等离子体;测得轴向等离子体电位分布,东、西会切中心和中心室的等离子体电位分别为-180V、-164V和-1.8V;测得轴向电子密度分布与电位分布有相同形式,3个中心的密度分别为1.7×10~(11)cm~(-3),4.7×10~(10)cm~(-3)和7.5×10~7cm~(-3);东、西会切中心电子温度分别为(19.9±1.6)eV、(20.7±1.7)eV;距西端会切中心8cm处的等离子体压强约为6.76Pa,β约为1.7×10~(-3);在中心室观测到不稳定性,振荡频率为7～9.2kHz。对上述结果进行了分析,提出了进一步研究的实验课题。     

双会切串级镜MM-4U的首批实验结果

介绍了MM-4U装置的结构、原理和初步实验结果。这些结果主要是:用电子注入可以在装置系统中建立等离子体;测得轴向等离子体电位分布,东、西会切中心和中心室的等离子体电位分别为-180V、-164V和-1.8V;测得轴向电子密度分布与电位分布有相同形式,3个中心的密度分别为1.7×10~(11)cm~(-3),4.7×10~(10)cm~(-3)和7.5×10~7cm~(-3);东、西会切中心电子温度分别为(19.9±1.6)eV、(20.7±1.7)eV;距西端会切中心8cm处的等离子体压强约为6.76Pa,β约为1.7×10~(-3);在中心室观测到不稳定性,振荡频率为7～9.2kHz。对上述结果进行了分析,提出了进一步研究的实验课题。     

液氮温度下高T_C超导材料电阻率及零场电流密度测量装置

介绍了测量液氮温度下高T_c超导材料电阻率及零场下电流密度装置的原理及结构。装置适用于测量电阻小于10~(-9)Ω临界电流大于600A的超导材料。由于采用了衰减法,所以精度较高。在液氮温度下,探头的线性度优于1％,放大器的漂移约为±1μV/h(折合到输入端),感应变压器可在超导环内产生1000A的感应电流。     

液氮温度下高T_c超导材料电阻率及零场电流密度测量装置

介绍了测量液氮温度下高T_c超导材料电阻率及零场下电流密度装置的原理及结构。装置适用于测量电阻小于10~(-9)Ω及临界电流大于600A的超导材料。由于采用了衰减法,所以精度较高。在液氮温度下,探头的线性度优于1％,放大器的漂移约为±1μV/h(折合到输入端),感应变压器可在超导环内产生1000A的感应电流。     

低能强流离子束装置研究进展

低能强流离子束装置能够提供能量10-100keV、靶上流强达10mA以上的氘束，用于低能的氘氘反应及氘氚反应的实验研究。     

基于三极管的CFBR-Ⅱ堆辐射损伤常数测定

为获取CFBR-II堆与其他装置建立辐射损伤等效系数的实验依据,在CFBR-II堆稳态工况下开展典型三极管的辐射损伤常数测定工作。结果表明,硅三极管的辐射损伤常数在4×10-16～6×10-16 cm2之间;对于直流增益与中子注量的线性关系的适用范围,集电极注入电流可以拓展到300 mA。     

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。     

MM-4U中等离子体约束位形实验研究

给出了不同镜比下的磁场轴向分布的测量结果,实验与理论计算符合较好。测得了4种镜比下的等离子体电位轴向分布,结果表明,各镜比下都可以建立具有热垒形式的负电位轴对称串级镜约束位形,且中心室等离子体电位绝对值随镜比的减小而增加。测得的密度分布与电位分布有类似形式。等离子体参数的典型值如下:东、西端室和中心室的等离子体电位分别为-126V,-105V和-50V;电子密度分另为4.0×10~(10)cm~(-3),3.6×10~(10)cm~(-3)和 2.0×10~(10)cm~(-3);电子温度为43eV。初步测得了电子温度与注入电子能量呈线性关系;等离子体电位绝对值和电子密度随注入电子能量的增加而增加;电子密度随磁场平方线性增加。最后,对上述结果进行了分析。     

同轴锗(锂)γ射线探测器

本文主要介绍用锂漂移方法制备单开端同轴锗(锂)[Ge(Li)]探测器的工艺及其主要性能的测试结果。试制成的探测器的灵敏体积为26—43厘米~3,封装在真空度为3×10~(-6)毫米汞柱的低温装置中,在液氮温度(77°K)下使用。典型样品乙-4-5-1的灵敏体积为26厘米~3,其工作偏压为1千伏,对~(137)Cs662千电子伏γ射线能量分辨率为2.8千电子伏,峰康比为14,对~(60)Co1.33兆电子伏γ射线能量分辨率为5.1千电子伏,峰康比为7.7。在25厘米处测得相对于3×3时NaI(Tl)的效率分别为4.2%和3.4%,绝对效率分别为0.47×10~(-4)和0.2×10~(-4)。     

分子束注入HL-1M装置等离子体的行为

一种新的气体加料方法——分子束注入,在HL-1M装置上进行了实验。脉冲高速分子束是由高压气体通过拉瓦尔(Laval)喷口形成的。准直的氢分子束平均速度约为500m·s~(-1)。一个分子束脉冲通过拉瓦尔喷口进入真空室的粒子数为6×10~(19)个。一系列氦分子束脉冲注入HL-1M低密度((?)=4×10~(18)m~(-3))氢等离子体,氦粒子穿透深度可达到12cm,电子密度上升率达到3.1×10~(-20)m~(-3)·s~(-1)而始终保持稳态,密度峰值为5.6×10~(19)m~(-3)。在氦分子束脉冲注入后100ms,电子密度剖面峰化因子达到最大值Q_n=n_e(O)/〈n_e〉=1.51,其中,n_e(O)为中心密度,〈n_e〉为体平均密度。由反磁测量得出能量约束时间τ_E为28ms,较在相同运行条件下常规喷气加料高30％。分子束加料τ_E的改善和Q_n值的增加可与HL-1M装置的小弹丸注入和ASDEX装置[Kaufmann M et al,Nucl.Fusion 28(1988)827]的低速弹丸注入结果相比拟。除了氦的同位素效应之外,粒子注入的深度引起密度剖面峰化是约束改善的重要因素。因为在HL-1M装置常规喷气加料的Q_n值仅为1.4。分子束加料后的粒子约束时间比加料前高6倍。     

NSRL衍射和散射线站硬X射线参数测量

描述了NSRL新建X射线衍射和散射光束线站的主要指标测试及其结果,包括X射线单色光斑的CCD成像(4mm×0.5mm)、波长标定和光子通量(0.4×10~9—2.1×10~9 photons·s~(-1)·(100mA)~(-1))的测量;已在该线站上应用同步辐射X射线成功地收集了5组700余幅磷脂酶A2和神经毒蛋白晶体的衍射数据,处理结果良好。     

等离子体测试实验装置真空系统设计

正离子源在实验过程中,真空室的真空度需维持在(1～4)×10~(-3) Pa。由于真空环境是用于研制离子源的等离子体实验测试装置所必需的,因此,需要配备一套能连续工作、具有大抽速的真空泵组来维持相同的真空。1真空泵组抽速为了保持(1～4)×10~(-3) Pa的真空,需要真空泵组具有的有效抽速为:     

金属工艺用强流离子注入机靶室

一、引言离子注入技术对金属表面不仅能改善表面磨损、疲劳、腐蚀、氧化等性能,而且具有可观的经济效益。因此,世界上都十分关注并积极开展这方面的研究和应用工作。金属工艺用强流注入机部件中,靶室是一个极其重要的部件。英国哈威尔一台工艺用气体离子注入机,其靶室为φ2.5m×2.5m,注入工件可允重1000kg。 SC-50型金属工艺用注入机能量为50keV,氮离子流强为3—5mA,靶室真空腔容积为φ30cm×50cm,这是国内第一台可供工艺用的注入样机。     

脉冲分子束注入HI-1M装置等离子体行为研究(英文)

介于已有的喷气(Gas puffing)和弹丸注入(Ice pellet injection)之间,提出了一种新的托卡马克加料手段—脉冲超声分子束注入。在较高的粒子注入通量5×10~(19)脉冲~(-1)时,氢分子的速度仍可达到500m/s。一系列氦分子束脉冲注入初始密度为(?)=0.4×10~(19)m~(-3)HL-1M真空室氢等离子体,经过160ms,密度上升至(?)=5.4×10~(19)m~(-3)。根据脉冲分子束注入初期氦光谱(HeⅠ587.6nm)强度的径向分布,1/3峰高位于r=12cm附近。注入后粒子约束时间增加5倍。由于气体粒子注入深化,电子密度峰化因子Q_n=n_e(0)/     

MM-2磁镜装置上的电子回旋共振加热实验

在MM-2单磁镜装置上完成了电子回旋共振加热实验。装置中心的磁场强度约为3×10~(-1)T,磁镜比等于2.64:1,磁峰距为60cm,真空室内径为20cm,通过微波辐射耦合到中心平面的真空室而产生等离子体并使之加热。微波功率源是一个振动陀螺仪,它在10ms的脉冲持续时间内产生15MHz频率的30kW的输出功率。当出现反磁性信号时,观察到了硬X射线信号。韧致辐射发射分析表明:热电子温度约为25—30keV,通过多栅能量分析器测得的电子密度约为1.1—3.9×10~(1o)cm~(-3)。     

CPHS中强流质子源与低能传输线研制

清华大学为微型脉冲强子源加速器注入研制了一套2.45GHz ECR强流脉冲质子源和低能传输线(LEBT)系统。质子源采用四电极系统引出能量达50keV/75mA的混合束,经低能传输段实现匹配注入RFQ加速器。在LEBT出口处获得了高达50keV/60mA的质子束,使用Allison发射度探测器在第2诊断室测得均方根归一化发射度小于0.2πmm·mrad。本文介绍强流质子源与低能传输段的调试结果,并对束流品质进行了研究。     

利用HFETR制备高比活度锶-89溶液

通过高通量工程实验堆(HFETR),利用核反应~(88)Sr(n,γ)~(89)Sr制备高比活度~(89 )SrCl_2溶液,用于骨转移癌的治疗。以高纯富集~(88)SrCO_3为靶料,在热中子注量率约2×10~(14 )n·cm~(-2)·s~(-1)条件下辐照56d,经溶解、过滤,制得无色澄清的~(89 )SrCl_2溶液,~(89 )Sr比活度7.77×10~9～1.08×10~(10 )Bq·g~(-1),活度浓度3.59×10~8～1.21×10~(9 )Bq·mL~(-1),γ杂质含量0.11%～0.14%,铝含量小于2μg·mL~(-1)(活度浓度换算为7.4×10~(7 )Bq·mL~(-1)时),明显优于《中国药典》指标。~(89)SrCl_2溶液经检验,满足行业要求,可用作生产~(89)SrCl_2注射液的原料。本研究完成单次7.4×10~(10 )Bq级高纯度和高比活度~(89)Sr制备装置研发,对医用同位素产品国产化具有重要意义。     

用于工业辐照的强流脉冲电子束装置

工业电子辐照对加速器的要求:电子能量300keV—3MeV;束功率10—100kW;电子辐照剂量10~4-10~5Gy。重复频率强流脉冲电子束装置可以成为这类小型加速器的品种之一。脉冲强流电子束束流很强,可达几十到几百kA;脉冲束功率可达10GW—1TW,关键问题在于提高它的工作重复频率。     

300Kev,30mA氘粒子加速器

这是一台低能强流加速器。调试结果:靶上获得能量300keV,流强30mA的连续氘束流;束斑直径小于2cm。通过(d,T)反应中子产额达到3×10~(12)n/s。该器采用双等离子体离子源,双间隙高梯度加速管,由频率为2.5kHz的可控硅中频逆变器供电的对称型四级倍压稳压电源,直径20cm和转速1100r/min的高速旋转氚钛靶等。