100 MeV强流质子回旋加速器的调试

中国原子能科学研究院研制的100 MeV强流质子回旋加速器是国际上最大的紧凑型强流质子回旋加速器,取得了多项先进束流指标。截至2018年底,该加速器完成了分系统、整机调试,开展了多项物理实验,已稳定运行2 000 h以上。本文将重点介绍100 MeV强流质子回旋加速器的调试过程以及调试中所解决的关键技术问题和调试结果。     

100 MeV强流质子回旋加速器的调试

〗中国原子能科学研究院研制的100 MeV强流质子回旋加速器是国际上最大的紧凑型强流质子回旋加速器,取得了多项先进束流指标。截至2018年底,该加速器完成了分系统、整机调试,开展了多项物理实验,已稳定运行2 000 h以上。本文将重点介绍100 MeV强流质子回旋加速器的调试过程以及调试中所解决的关键技术问题和调试结果。     

100MeV回旋加速器中心区实验台架的调试

100MeV回旋加速器中心区实验台架工作在2007年取得了重要进展。所有设备已安装、调试完毕，通过分系统和联机调试，从离子源到注入偏转板出口的束流传输效率达到了75％，内靶已出束，取得了初步的实验成果。此实验台架的建成为100MeV强流回旋加速器的磁场、高频、注入、引出、中心区、控制、束流测量等系统的结构设计及束流动力学的验证提供了一个完整的实验平台。中心区实验台架装置示于图1。     

100 MeV回旋加速器引出质子束的能量测试

正串列加速器升级工程100 MeV强流质子回旋加速器(CYCIAE-100)于2014年首次出束以后,目前已经进入到运行阶段。CYCIAE-100通过剥离引出的方式,引出的质子能量范围为75～100 MeV。2017年,工程部组织专家对CYCIAE-100的引出能量进行了现场测试。不同能量的质子在水中的布拉格峰(Bragg峰)位置是固定的,即通过对质子在水中不同深度的吸收剂量来确定布拉格峰位置,从而确定该能量质子束     

100MeV回旋加速器中心区结构设计

中国原子能科学研究院建成了100 MeV紧凑型强流质子回旋加速器,其引出能量为75~100 MeV,流强为200μA。安装在回旋加速器狭小磁极气隙的中心区与螺旋静电偏转板是关键部件,其结构设计涉及磁场、高频电场、高压静电场、真空、传热等方面。本文介绍了中心区与螺旋静电偏转板的结构设计及使用情况。在设计过程中,采取加大绝缘距离、优化高频连接结构、增加杂散束流阻拦装置等措施,解决了中心区与螺旋静电偏转板在强流注入时可靠工作的问题。本文对螺旋偏转板进行了传热分析,得出了该螺旋偏转板在强流束注入时的温度分布。设计的中心区和螺旋偏转板已安装在加速器上,20μA/100 MeV的引出束流通过了12h稳定性测试,在加速器测试过程中,中心区工作稳定可靠。     

100 MeV回旋加速器质量控制

100 MeV回旋加速器是中国原子能科学研究院(CIAE)串列加速器升级工程(BRIF)中最主要的工艺系统,技术要求高,系统复杂,质量控制难度大。为保证回旋加速器顺利出束,采取了一系列管理和技术措施,保证回旋加速器的质量,尤其对主要的工艺设备(离子源、主磁铁、高频系统、真空系统等),在设计、制造、安装调试各阶段均采取了有效方法实施控制,并取得成功。     

100MeV回旋加速器上不同能量质子束流品质诊断

正束流的均匀性状态和束流测量的准确性是辐射生物学研究中重要的物理参数,其会直接对实验结果造成影响,导致剂量和辐射生物效应量效关系的不确定性增加。本研究中,利用回旋加速器产生的90 MeV质子通过降能器降能的方法,     

CYCIAE-100 MeV回旋加速器机械工程介绍

CYCIAE-100MeV回旋加速器非标机械结构主要包括离子源、轴向注入、中心区、高频腔体、频率自动微调、高频功率馈入、剥离靶引出、磁场调谐系统、对中线圈、径向束流探针、真空系统、相位探测系统、磁场测量系统、主线圈、束流诊断系统、束流调试靶、质子管道及传输元件、举升系统、运输安装与调节系统等。初步机械工程设计工作涉及到回旋加速器研制的各个方面,包括各系统为实现其功能所进行的结构设计、工艺设计、相关专业调研、加工方法、厂家选择、技术交流、采购、监造、分系统安装、分系统调试、验收、整体安装、整机调试、检修、运…     

100MeV回旋加速器质子剂量测量方法

<正>中国原子能科学研究院的100 MeV质子回旋加速器是目前国内唯一一个可用于空间质子辐射损伤效应研究用的加速器,其建立的S3束流线上已在质子辐射生物效应方面开展了相关的工作。在中能质子辐射生物效应研究过程中,其质子剂量的准确性测量是研究其生物效应和照射剂量的量效关系的关键。目前采用的束流诊断方法是利用SEEM探测器和法拉第筒对标的方法对束流注量率以及质子注量进行诊断,然后通过换算     

100MeV回旋加速器通用工程初步设计

北京HI-13串列加速器升级工程(BRIF)由100MeV回旋加速器、在线同位素分离系统(ISOL)和超导直线增能器(SCLB)组成。它以原有的HI-13串列加速器为基础。其中,100MeV回旋加速器是工程中的一个主要组成部分,高流强(≥200μA)、紧凑型结构是其主要特点。通用工程包括电源、水冷、真空、束流诊断和计算机控制等。1)100MeV回旋加速器、ISOL系统和物理实验终端将置于一新建筑中,需1套功率为1500kV·A左右的电源系统。输入电压由10kV转化为380V,通过电源分开关和动力电缆分配到不同的系统。为了满足物理测量的需要,同时建立1套新的洁净…     

100 MeV回旋加速器高频系统方案设计

高频系统是HI-13串列加速器升级工程回旋加速器子项目中的重要组成部分,它主要包括:高频发射机、谐振腔体、传输线及其附属设备、供水供电系统、计算机控制及稳定系统等。在高频系统设计方案的选择上有两种不同的考虑。1种设计方案是选用1台输出功率为150kW的高频发射机,电容耦     

100MeV回旋加速器高频系统的初步设计

100MeV回旋加速器高频系统近期的工作进展包括腔体的结构和数值计算、高频功率发生器、稳定度闭环控制设计等。高频系统由四分之一波长的铜质共振腔、高频功率发生器和低电平控制电路构成。它的主要参数如下:运行频率,44.5MHz;高频输出功率,120kW;高频频率稳定性,±5×10-8;D电     

10MeV强流回旋加速器的束流调试

10MeV强流回旋加速器在中国原子能科学研究院研制成功,并取得了先进的束流指标。它是国内自主研发的首台紧凑型强流回旋加速器,具有多项技术特点。在其建造、调试过程中解决了诸多技术问题,作为一个回旋加速器综合实验装置,它不但为在建的100MeV回旋加速器提供了设计验证手段,而且也是强流回旋加速器关键部件的综合实验平台。它的建造成功,为小型回旋加速器的国产化提供了技术保证,为推广加速器在我国核医学领域的应用创造了条件。本文将重点介绍它的调试过程、解决的关键问题及调试结果。     

100 MeV回旋加速器2019年度运行年报

<正>2019年,100 MeV回旋加速器圆满完成年度运行目标。全年除8月、9月及10月初进行了停机检修外,其余时间均在开机运行,累计稳定运行时间超4 000h,为用户提供有效束流时间超1 500h,单次最长连续供束时间约300h,创100 MeV回旋加速器自建成运行以来,年度运行最长时间的记录。2019年,100 MeV回旋加速器进行了大量的日常维护及多项技术改进,进一步提高了加速器     

100MeV回旋加速器2018年度运行年报

正2018年100 MeV回旋加速器稳定运行近1 000h,为物理用户提供有效束流时间近800h。完成了高频系统、离子源及注入线系统、束流测量系统、真空系统等主要关键设备的维护、升级。为国内外近30家用户提供束流,开展了涵盖核、航天航空、电子、光学、医学等领域,涉及物理、材料、单粒子效应、生物学效应等多个研究方向的科学实验。     

100MeV回旋加速器开展首次物理实验

<正>11月17日,我院联合航天科工集团等5家单位,成功开展了100 MeV回旋加速器首次物理实验——中能质子单粒子效应实验,填补了我国中能质子抗辐照实验技术空白。这是该加速器首批物理实验项目之一。2016年,此回旋加速器质子束性能进一步提升,内靶平均流强达到1 mA。此外,230 MeV质子治疗超导回旋加速器核心设备主磁铁和超导系统研发成功,250 MeV质子治疗项目获得国家科技部立项     

10 CYCIAE-100 MeV回旋加速器机械工程介绍

CYCIAE-100MeV回旋加速器非标机械结构主要包括离子源、轴向注入、中心区、高频腔体、频率自动微调、高频功率馈入、剥离靶引出、磁场调谐系统、对中线圈、径向束流探针、真空系统、相位探测系统、磁场测量系统、主线圈、束流诊断系统、束流调试靶、质子管道及传输元件、举升系统、运输安装与调节系统等。