120 MeV电子直线加速器在线自动老练系统研制

为保证电子直线加速器的性能和稳定运行,需对高功率微波加速结构进行老练。针对微波系统老练效率低、时间长和实验人员工作强度大等问题,研制了基于EPICS和SNL的在线自动老练系统,系统基于现有控制系统结构开发,提高了老练效率,缩短了约25%的老练时间,同时减少了工作人员操作设备的工作强度,为后续加速器顺利出束并达到设计指标打下良好的基础。     

10MeV大功率电子辐照加速器微波系统研制

10MeV大功率电子辐照加速器是采用行波加速结构的电子直线加速器。微波系统是它的重要组成部分之一，该系统包括微波的产生、传输、监测及保障速调管和波导窗安全可靠运行的驻波比快速成保护装置和保证微波系统稳定工作的充气装置。本系统采用高稳定度的晶振锁相式信号源和350W固态功率放大器作为高功率放大器一速调管的激励级，速调管工作中心频率2856MHz，带宽1MHz。     

基于IOT放大器的微波功率源在超导直线加速器上的应用

中国工程物理研究院太赫兹自由电子激光装置(CTFEL)的直线加速器由两个4-cell超导加速腔构成,每个加速腔的激励由1套基于感应输出管(IOT)放大器的L波段微波功率源(25 kW)提供。本文介绍了微波功率源的基本原理、组成结构和调试过程,以及微波功率源在功率耦合器老炼平台和超导直线加速器上的一些实验结果。微波功率源安装调试后工作稳定,两套微波功率源的主要参数均达到设计要求。超导直线加速器的幅值稳定度和相位稳定度分别为0.04%和0.08°,优于设计指标。     

基于IOT放大器的微波功率源在超导直线加速器上的应用

中国工程物理研究院太赫兹自由电子激光装置（CTFEL）的直线加速器由两个4-cell超导加速腔构成,每个加速腔的激励由1套基于感应输出管（IOT）放大器的L波段微波功率源（25 kW）提供。本文介绍了微波功率源的基本原理、组成结构和调试过程,以及微波功率源在功率耦合器老炼平台和超导直线加速器上的一些实验结果。微波功率源安装调试后工作稳定,两套微波功率源的主要参数均达到设计要求。超导直线加速器的幅值稳定度和相位稳定度分别为0.04%和0.08°,优于设计指标。     

BEPCII直线加速器定时系统

北京正负电子对撞机升级改造工程BEPCII的重要组成部分--直线加速器于2006年7月通过了所内预验收,其中定时系统是全新建造的基于EVG/EVR的事件定时系统[1],于2006年3月起投入运行,为直线加速器的电子枪、微波激励源、能量倍增器、正电子源、调制器、BPM等设备提供精确的时序触发信号.本文介绍直线加速器定时系统的研制、安装调试、运行和改进等工作情况.     

100MeV电子直线加速器激励系统

本文描述了100MeV电子直线加速器微波激励系统的原理、结构、测试结果和主要技术性能。该系统由中功率速调管输出脉冲功率15kW,经微波输出部分将功率分为六路去激励六个高功率速调管。结果表明,系统结构简单,性能良好,完全满足加速器的使用要求。     

2MeV行波电子直线加速器自动频率控制系统

在电子直线加速器中,微波功率源输出频率的稳定性非常重要,它直接影响到加速器整机的物理性能指标。由于微波功率源磁控管的输出频率会随外部工作环境变化而发生漂移,所以必需在电子直线加速器中采用自动频率控制(AFC)系统。讨论了2MeV小型行波电子直线加速器AFC系统的设计要素,分析了微波信号的鉴频原理及鉴频模块的测试结果。结合实际的工作环境,测试了信号处理单元主要功能模块的输出,并对测量结果的精度进行了分析。     

高能电子成像直线加速器低电平控制系统研制

为了能开展高能电子成像相关实验研究,中国科学院近代物理研究所建造了一台S波段的射频电子直线加速器。为保证实验用束流品质和加速器稳定运行的要求,设计了一套低电平控制系统,利用上下变频、IQ解调技术,实现了相位的反馈控制。本文介绍了低电平控制系统的设计及数字化算法的实现,给出了系统闭环实验的测试结果,实现相位控制精度达到±0.5°(峰峰值)和0.110 8°(均方根)。该系统利用成熟的商业化模拟微波器件和相关的PXI板卡实现,基于LabVIEW软件开发了相关的控制程序和界面,具有搭建方便、开发时间短、结构简单紧凑、易于使用和维护的特点。     

高能电子成像直线加速器低电平控制系统研制

为了能开展高能电子成像相关实验研究,中国科学院近代物理研究所建造了一台S波段的射频电子直线加速器。为保证实验用束流品质和加速器稳定运行的要求,设计了一套低电平控制系统,利用上下变频、IQ解调技术,实现了相位的反馈控制。本文介绍了低电平控制系统的设计及数字化算法的实现,给出了系统闭环实验的测试结果,实现相位控制精度达到±0.5°(峰峰值)和0.110 8°(均方根)。该系统利用成熟的商业化模拟微波器件和相关的PXI板卡实现,基于LabVIEW软件开发了相关的控制程序和界面,具有搭建方便、开发时间短、结构简单紧凑、易于使用和维护的特点。     

HI-13串列加速器头部电压建模研究与硬件仿真平台设计

为方便对HI-13串列加速器的头部电压进行研究,提出了一针对HI-13串列加速器的头部电压模型,并验证了模型的有效性。建立了一基于嵌入式系统的头部电压硬件仿真平台,该仿真平台能接受与加速器工作时相同的控制输入量,通过内置在系统中的头部电压模型计算了头部电压的实际工作状态,并产生了与实际设备相同的输出量。通过建立头部电压硬件仿真平台,为控制系统的开发提供了研究对象,提高了控制系统开发的效率,为HI-13串列加速器后续的研究提供了基础。     

100MeV电子直线加速器激励系统

文章描述了100MeV电子直线加速器激励系统的原理、结构、调试结果和主要技术性能。该系统的中功率速调管放大器能够输出15kW的脉冲功率,经微波输出部分分别激励6只高功率速调管。结果表明,系统结构简单,性能良好,完全满足加速器的使用要求。     

北京大学4.5 MV静电加速器运行与改进

近两年来,北京大学4.5 MV单级静电加速器运行状况良好,主要的应用工作为中子核数据测量、中子照相和离子束材料辐照等.对加速器初聚系统和脉冲化电路进行了改进,直流束束流传输效率有较大提高,用飞行时间法测量了不同重复频率的脉冲中子谱.     

多能量双束线电子直线加速器研制

<正>研制了可输出电子能量为7.5、10、12 MeV的电子直线加速器,7.5 MeV电子束打靶产生的X射线用于食品辐照技术研究,10 MeV电子束用于科研教学和中试生产研究,12 MeV电子束主要应用于半导体材料辐照改性研究,多能量双束线电子直线加速器主体结构如图1所示。该电子直线加速器布置采用上下两层结构,电子枪、加速管、速调管、微波系统和脉冲变压器等置于第2层     

速调管管体温差保护装置的研制与应用

速调管是直线加速器系统重要的分系统之一。它是加速器的功率源,加速器的微波功率就是通过速调管放大输出的,因此,速调管的工作状态直接影响加速器的正常运行。速调管工作时,良好的束流聚焦状态非常重要,否则,会引起速调管输出功率下降,甚至会损坏速调管。为了间接判断速调管的     

皮秒加速器的安全联锁设计

皮秒加速器安全保护主要联锁电子枪、476 MHz微波功率源和2856 MHz触发信号以确保人员与机器的安全.本文重点介绍由ADAM5511和基于单片机的定时触发器实现的紧急硬联锁和用以提高系统的运行效率的上位机辅助逻辑设计.经过修改和测试,安全设计已满足机器运行的联锁要求.     

10MeV辐照加速器真空系统研究进展

真空系统是行波电子直线加速器的关键设备之一，电子枪、加速管乃至微波传输系统都需要良好的真空度才能稳定工作。     

可批量化生产的行波加速管的设计

盘荷波导行波电子直线加速器在医疗、工业辐照及安检等领域均有广泛的应用,加速器核心部件加速管的工程造价及生产效率对其工业推广具有重要的影响。为降低加速管加工成本、缩短加工周期,在盘荷波导的基础上改进了加速腔结构,发展了内阶梯加速腔。利用三维电磁场模拟软件CST(Computer Simulation Technology)计算了这种腔型的微波参数,同时对其结构进行优化。结果表明,内阶梯加速腔结构具有和盘荷波导一致的微波参数,而且能够实现精确调频。结合冷挤压工艺对内阶梯加速腔进行加工,解决了目前加速管制造所面临的工程困难,使得加速管批量化生产成为可能。     

14MeV医用同源双模中能电子直线加速管的研制

医用同源双模中能电子直线加速管是影像引导放射治疗技术(Image Guide Radiation Therapy,IGRT)中的核心部件,为确保放射治疗直线加速器能够提供稳定和高品质的成像射束、双光子模式治疗射束以及多档电子射束,上海联影医疗科技有限公司研制了基于一种新型的能量开关技术的14 Me V医用双模驻波加速管。采用束流动力学程序Parmela对加速管整管的横向聚焦和纵向聚束进行了动力学设计分析,为优化加速管腔体几何结构提供了指标要求,最终利用电磁场仿真软件Superfish及CST(Computer Simulation Technology)优化腔体结构设计并得到了最优的微波参数。模拟计算结果表明,该加速管总长1.3 m,采用边耦合双周期?/2驻波结构,工作频率2.998 GHz,其输出束流能量可以实现多档可调,成像模式可输出低于3 MV的光子,治疗束可输出具有6 MV和10 MV两档的光子及4档能量电子束(最高能量可达14 Me V)。完成加工后,冷测结果与设计值符合得比较好,下一步将进行高功率微波老练。     

上海同步辐射装置的时标系统研制

时标系统对加速器控制系统中的所有控制计算机的时钟起同步作用,以使加速器的各种数据有共同的时间戳。这样加速器各种数据可确定精确的因果关系,便于数据分析、故障诊断等。本文基于对两个大型加速器时标系统的硬件架构及实现机制的分析,设计了一套实验室环境下的时标系统,就测试结果与国外加速器的时标系统进行比较和总结,为上海同步辐射装置的时标系统研制提供有利参考。     

SXFEL装置上速调管输入输出特性曲线的线性化

在上海软X射线自由电子激光(Soft X-ray Free-electron Laser,SXFEL)中的微波低电平控制系统中,通过对各速调管的输出信号进行测量和控制,保证加速器的稳定运行并且达到技术指标。另一方面,SXFEL中的脉冲速调管的输入输出特性存在非线性的关系,这种电子管放大器不理想的非线性特性会导致微波低电平(Low Level Radio Frequency,LLRF)控制系统调节的效率降低。基于SXFEL装置,采用基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的数字预失真方法,在LLRF控制系统中设计了一套实现高功率速调管放大器线性化的在线系统。S波段加速装置和其相应的东芝E3730A速调管及高压调制器和低电平系统实地测试结果表明,在LLRF控制系统中建立的在线系统能够有效补偿速调管带来的非线性问题,提高微波低电平控制系统的精度及准确性。