100MeV质子回旋加速器二期辐照效应管道设计

针对中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器上的单粒子效应辐照装置进行了二期管道设计,采用八极磁铁校正法对束流进行了扩束及均匀化,最终在靶上得到了一个30 cm×30 cm、均匀性好于92％的均匀分布的束斑,满足了单粒子效应实验的需求.为降低靶站处的束流能散及中子本底,采用两级降能的方案,在偏转磁铁前放置1个降...     

中国原子能科学研究院100 MeV质子单粒子效应辐照装置试验能力研究

为检验中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器（CY CIAE-100）建立的单粒子效应（SEE）辐照装置的试验能力和数据测量的准确性和可靠性,利用欧洲航天局（ESA）研制的SEU监测器进行了校核试验。试验中选取多个不同能量点对SEU监测器进行辐照获取了相应的单粒子翻转（SEU）截面,同时对束流的均匀性进行了检验。SEU监测器SEU截面测试结果与其在国外其他加速器,如瑞士PSI、比利时LIF等所获得的数据基本一致。校核试验验证了中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器SEE试验能力以及数据测量的准确性。     

2 100MeV回旋加速器的磁铁设计和建造准备

由于高频谐振腔、对中线圈和束流诊断装置的安装需要，要求磁极的间隙增加约1cm，显然在中心区和加速区的磁场分布都将改变，因此，为满足加速器的束流动力学的需要，必须在改变励磁安匝数的同时，重新设计磁极的间隙、镶条、芯柱等磁铁参数。在2005年，除了设计确定磁铁的几何参数、磁场分布外，许多工程方面的工作得到了推进，其中包括机械结构设计和建造的前期准备工作。     

14 100MeV强流回旋加速器质子束流管道的初步设计

作为中国原子能科学研究院四大工程之一的串列加速器升级工程，将成为在我国核科学技术领域开展国防、基础和应用的创新性与先导研究的平台。作为其中的重要组成部分，100MeV强流质子回旋加速器建成后能够提供75～100MeV的质子束流。此回旋加速器建成后，首先利用束流调试管道和束流收集器进行加速器调试，然后根据不同应用的要求，将调试好的束流通过ISOL系统质子管道、同位素研制质子管道、准单能中子源质子管道、白光中子源质子管道、生物医学研究质子管道、单粒子效应质子管道等将质子束传输到各终端用户使用。     

15 100MeV强流质子回旋加速器束流输运线上旋转扫描磁铁设计

加速器引出束流分布一般都是高斯分布，而在很多束流应用中都需要均匀分布的束流，为此目的设计了旋转扫描磁铁。旋转扫描磁铁形成一垂直于束流传输轴向均匀旋转磁场，在该磁场作用下，通过旋转扫描磁铁的束流也会随磁场的旋转而旋转，从而提高束流的均匀度。其旋转过程如图1所示。     

50 MeV负氢回旋加速器主磁铁设计研究

本文介绍了50 MeV负氢回旋加速器（CYCIAE-50）的总体设计考虑和主磁铁系统的优化设计过程及结果。确定了CYCIAE-50主磁铁的主要尺寸参数,建模计算出满足等时性的主磁铁中心平面磁场。通过调整参数,优化了主磁铁的峰值磁场、局部饱和等,以控制建造及运行成本。优化了磁极张角与磁气隙高度等参数,使负氢离子满足轴向和径向的聚焦要求,避免穿越有害共振。最后对主磁铁的结构进行形变校核,并估计了形变对束流动力学的影响。设计结果表明,CYCIAE-50的主磁铁设计符合要求,可为后续其他系统的设计和建造提供重要参考。     

12 100MeV强流质子回旋加速器轴向注入系统设计

100MeV强流回旋加速器要求引出质子束流强达到200μA，并计划提供脉冲束流。为达到高的平均流强，并具有提供脉冲束的能力，轴向注入系统的设计有两种方案，即对应于1#和2#注入线，如图1所示。     

100 MeV强流回旋加速器质子束流管道的初步设计

作为中国原子能科学研究院四大工程之一的串列加速器升级工程,将成为在我国核科学技术领域开展国防、基础和应用的创新性与先导研究的平台。作为其中的重要组成部分,100MeV强流质子回旋加速器建成后能够提供75～100MeV的质子束流。此回旋加速器建成后,首先利用束流调试管道和束     

100MeV强流质子回旋加速器主磁铁关键质量因素分析及对策

主磁铁是串列加速器升级工程100MeV回旋加速器的关键系统,属大型、重型、高精度设备,研制难度大,对质量控制提出了较高要求。论文对主磁铁的技术难点及关键质量影响因素进行了详细地分析、提出了质量控制的对策,对实施情况进行了介绍。     

基于100 MeV紧凑型强流质子回旋加速器的束流切割器研制

通过理论分析和仿真模拟对中国原子能科学研究院一台100 MeV强流质子回旋加速器的束流切割器进行了优化设计,并同时研制出两套束流切割器进行实测对比,选定最佳方案。该切割器波形选择为回旋加速器高频频率的16分频28 MHz正弦波,具有结构紧凑体积小、螺旋谐振器Q相对较高、加载切割电压较高且功率损耗低、无需水冷等特点,同时配套研制了一套开口形状为正方形的选束狭缝装置。最后在实验终端成功获得了能量为100 MeV、重复频率为56 MHz的脉冲质子束。该切束器的成功研制不仅满足了核数据测量的应用需求,还极大地推动了回旋加速器束流脉冲化技术的发展。     

HI-13串列加速器重离子辐照束流线的物理设计

重离子微孔膜是一种新型的过滤材料,其在医疗和生物制剂、电子工业、食品工业、环境科学、材料科学等领域有广泛的应用前景。应用中国原子能科学研究院HI-13串列加速器提供的32S辐照聚酯薄膜研制微孔膜,其微孔均匀度由束流流强的均匀度决定,要求得到微孔均匀度好于90%。本文采用八极磁铁校正法对高斯分布束流进行校正,校正后的束流可近似得到均匀分布。设计计算了辐照束流线光路参数,并分析了光学元件安装准直公差对束流均匀度的影响。结果表明,安装准直公差会对束流中心轨迹偏移造成很大影响,破坏辐照均匀度,运用导向磁铁调束可以满足均匀度要求。本研究为重离子微孔滤膜的工业化生产提供了一种实践可行的方法,具有很好的实用性。     

CG-100强流离子注入机

离子注入机经过20多年的发展,其主要技术指标已达较高水平。最近几年除了用于半导体掺杂的弱流机外,用于材料改性的强流机及用于超大规模集成电路研制的高能、超高能（MeV）注入机都有了较大的发展。     

大功率辐照加速器磁场系统研制

针对10MeV大功率辐照加速器研制的需求,对其磁场系统进行研制,此磁场系统由聚焦系统和扫描系统组成。根据束流加速输运的磁场要求,进行了磁场设计、模拟计算。聚焦系统由6个聚焦线圈组成,每个线圈约束磁场的径向均匀区为4cm,为加速管聚束段提供横向约束磁场,实测磁场分布与束流要求计算曲线分布基本吻合。扫描磁铁采用分体结构,扫描宽度为±334mm,最大扫描频率为15s^-1,通过优化磁极结构,使扫描均匀度达到92%。磁场系统各项性能均满足10MeV电子直线辐照加速器的技术要求并稳定运行至今。     

用于脉宽压缩的Mobley磁铁均匀场和边缘场的测量及均匀度的提高

Mobley磁铁是2.5MV质子静电加速器毫微秒束流脉冲化研制中一个很关键的装置。它的作用是将加速器头部切割出的10—15ns脉冲束流经过加速后在尾部压缩成1—2ns脉冲束。Mobley磁铁的性能对脉冲束在靶上的脉宽及斑点大小起着重要的作用。要求磁场有±5×10~(-4)的均匀度。该磁铁采用了积木式等结构。通过测磁发现,磁场的均匀度只有±7×10~(-4),不     

HI—13串列加速器重离子扫描辐照装置

介绍了ＨＩ－１３串列加速器重离子扫描辐照装置的研制结果。其技术和工艺有如下特点：（１）能对１００—２００ＭｅＶ能区的重离子进行扫描；（２）采用二维（ｘ，ｙ）扫描方式；（３）小巧紧凑的扫描磁铁；（４）特制的磁极内陶瓷束流管道；（５）使用了三角波扫描磁场电源；（６）紧凑精密的扫描靶室和辐照传动靶室。该装置可满足核孔膜高级滤材、大功率快速电子器件改性以及生物样品等重离子均匀辐照的需要。     

CYCIAE-30医用回旋加速器束流输运系统升级改造

在中国原子能科学研究院CYCIAE－30医用回旋加速器现有的束流输运系统的基础上,根据气体靶生产新品种医用同位素的技术要求,用TRACE－3D对束流输运系统的升级改造方案进行设计,包括束流线的总体布局和光学设计。根据束流光学设计的结果,〖JP3〗设计了新增束流线的磁四极透镜和偏转磁铁。     

HI-13串列加速器核孔膜辐照专用束流线的研制

所研制的HI 13串列加速器核孔膜辐照束流线没有采用扫描装置 ,但采取了一些有效措施 ,使束流展宽面积大于 30mm× 30 0mm ,束流均匀度好于 80 %。辐照真空盒中安装有观察窗和荧光屏 ,可观测束流展宽尺寸 ;在 y方向移动的法拉第筒 ,用于测量束流稳定度 ;在x方向移动的三法拉第筒装置 ,用于测量束流的均匀性。束流线已提供使用 ,运行情况良好。     

14MeV中子引发SRAM器件单粒子效应实验研究

在中国原子能科学研究院的高压倍加器装置上开展了SRAM器件的14 MeV中子单粒子效应实验研究。介绍了中子的产生、中子注量率的测量和调节以及中子单粒子效应的测试等的实验方法,获得了HM628512BLP型和R1LV1616HSA型SRAM器件的14 MeV中子单粒子效应截面。前者与文献的单粒子效应截面在误差范围内一致,验证了实验方法的科学性和可行性。后者与由效应机制出发获得的理论分析结果在量级上一致,对实验结果给出了定性的解释。     

束流发射度的测量

在束流输运系统中,快速而精确地测定束流的发射度,对于提高束流传输效率、调节并保证束流达到预期的场所,是十分重要的。通常在测定束流发射度时采用移动缝隙法或电磁偏转方法。这些方法不仅需要附加一些较复杂的装置,而且测量时费时费力。特别是这些方法都必须采用缝隙装置,在测量时截留了大部分束流流强,因而必须强迫冷却,而在测量后,这些缝隙装置又带有很强的放射性。除了以上这些问题以外,由于束流在缝隙上的散射,又使测量结果的误差增大。Fermi实验室的E.R.Gray、CERN的G.Baribaud和C.Metzger曾用测量束流剖面的方法来测定束流的发射度。他们测量一段漂移空间内三点的