带有反切割器的JAERI/KEK中能束流传输线的设计(英文)

在JAERI/KEK强流质子加速器工程中,中能束流传输线对于减少束流损失起到十分重要的作用。由于现在DTL加速器要求更低的束流损失,使我们必须进一步减少切割器在瞬态期间的束流损失。为此,设计了带反切割器的中能束流传输线。这条3.5米长的传输线由9个四极透镜、3个聚束器和4个切割器与反切割器组成。它完成两个任务:把来自RFQ加速器的束流匹配注入到DTL的接受度空间内;切割产生束流间隙,以便把束流注入到直线加速器后面的快周期同步环中。由于采用切割器和反切割器,可以获得干净的束流切割,消除瞬态期间的束流损失。给出了详细的束流动力学分析。     

CIAE’CRM脉冲化注入线中束流的耦合效应

中国原子能科学研究院将基于强流回旋加速器综合试验装置——10MeV中心区实验台架（CRAM）新建1条注入能量为40keV的脉冲化注入线,进行脉冲化实验研究。根据脉冲化的具体要求,束流切割器将使用频率2．2MHz的正弦波,由切割器切割后产生的脉冲重复频率为4．4MHz,可接受的脉冲宽度为7ns,相对应的相宽为士3°@2．2MHz。束流切割器将会导致束流的纵向一横向的耦合,同时螺线管透镜会导致束流在横向产生x-y之间的耦合。     

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。     

强流RFQ注入系统研制

本文介绍研制的强流RFQ注入系统。系统包括强流离子源、聚焦透镜、束流切割器等,注入系统在RFQ入口处形成了束流能量75keV、流强42mA、α参数为1．79、β参数为0．0596mm／mrad、束流脉冲频率1-100Hz、束流占空比1％-100％、发射度小于95．2πc mm mrad的质子束,可满足强流RFQ对束流注入品质的要求。     

束流切割器的高电压驱动器

介绍了一个满足束流切割器的要求而设计的新型驱动器，它的原理基于电荷贮存延迟的理论。     

北大4.5MV静电加速器束流脉冲化系统

４．５ＭＶ静电加速器是北大设计和建造的单级静电加速器。为了能够利用飞行时间法进行中子能量测量，需要把连续束变成短脉冲束。为此，在该器上配置了束流脉冲化系统。文章主要介绍４．５ＭＶ静电加速器束流脉冲化系统所采用的９ＭＨｚ射频聚束器和１．５ＭＨｚ射频切割器及有关的电子学线路、粒子纵向运动的模拟、对横向聚焦的要求。实验结果表明，可以获得的脉冲宽度为１．８ｎｓ。     

100 MeV中心区试验台架中5kW法拉第筒的研制

法拉第筒是加速器束流诊断系统中的重要诊断装置，采用拦截法测量束流，可用来精确监测束流流强，是最常用的束流流强诊断装置。100MeV中心区试验台架束流的最高引出能量为10MeV，设计最大引出束流流强为500μA，因此，需功率为5kW的法拉第筒进行束流拦截和监测。     

BEPCⅡ直线加速器束流能量反馈系统设计

为满足BEPCⅡ储存环对注入束流的要求,BEPCⅡ直线加速器末增设了束流能量反馈系统。该系统由束流能量在线测量单元,图形界面应用软件和相控执行单元构成。束流能量测量单元使用3个BPM对束流能量进行在线非阻拦式测量,测量结果实行人机交互与控制逻辑输出,相控执行单元使用消除回程差的控制方法。该系统束流中心能量调节频率为2 Hz,注入速率波动小于10m A/min,束流中心能量稳定度不大于±0.1%。     

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。     

直流束流变压器（DCCT）的研制

直流束流变压器（DCCT）作为束流诊断的一种重要测量装置,重点测量平均束流流强,是加速器运行的一个重要参数。由于它采用无拦截束流测量原理,可长时间在线测量束流,而不会对束流产生任何影响,也不会造成放射性剂量污染,是一种非常实用的在线束流流强测量装置。     

建立^124Xe气体靶系统制备^123 Ⅰ的开发研究阶段报告

用丰度为99．9％的^124Xe气体，通过^124Xe（p，x）反应，并经过^123Xe衰变（T1/2=2．08h）制备123 Ⅰ，是目前国际上生产高纯度^123Ⅰ的重要方法。由于原加速器系统只有固体靶和液体靶两个束流输出孔道，本工作研究在固体靶束流管道的中间位置用弯铁和数组四级透镜引出1条新的30MeV束流。     

纵向多灯丝电子帘加速器的束流不均匀度

束流不均匀度是电子帘加速器束流性能的一重要指标。影响束流不均匀度的主要因素是加速器结构中各电极（阴极、反射极、栅极、阳极）的电位、形状及其相对位置。本工作针对1台纵向多灯丝电子帘加速器的实际结构参数,计算其束流不均匀度,通过分析和比较,讨论了进一步改善束流不均匀度的可能途径,为改进电子帘加速器的设计提供了参考。     

闪烁体薄膜在线测量质子束流强度

质子单粒子效应实验研究和质子加速器研究中,质子束流强测量关系着实验结果的可靠性和准确性。法拉第筒、金硅面垒探测器、金刚石探测器等传统探测方法均为拦截式测量,无法实现束流的在线测量。本文用闪烁体薄膜在线监测质子束流强。质子束流穿过薄膜闪烁体,沉积部分能量使其发光,用光电倍增管收集光信号,从而得到束流的强度信息。通过质子与闪烁体材料相互作用的理论计算得到闪烁体材料对质子束流的响应关系。在北大2×6 MeV串列加速器上对3–10 MeV的质子束流进行了实验测量,验证了其响应关系。     

强流紧凑型回旋加速器注入线Beam Profile在线监视系统

束流分布在线测量系统的任务是完成注入线上法拉第筒处的束流径向分布测量,主要用于诊断束斑大小和形状,为离子源束流指标测试、束流引出做好准备工作。同时调束试验中,利用束流分布在线测量系统可判断束流中负氢离子束的径向分布,为离子源的调试、试验提供1种测量手段。 1 测量原理 法拉第筒头部结构示于图1。法拉第筒位于束流注入线之上,外部离子源之下。在法拉第筒头部挡板上开1条2 mm宽的线缝。当法拉第筒进入和退出时,束流通过线缝打到下面的测量电极上,与大地形成回路。法拉第筒尾部连接涡轮涡杆,带动定位滑动电阻,提供线缝的相对位…     

高能同步辐射光源低能束流输运线设计研究

高能同步辐射光源（HEPS）是计划在北京建造的发射度小于60 pm•rad的超低发射度光源。它由1台500 MeV直线加速器、1条500 MeV低能束流输运线、1台500 MeV～6 GeV的能量增强器、2条6 GeV的高能束流输运线、1台6 GeV的储存环以及同步辐射光束线和实验站组成。本文进行低能束流输运线的设计研究。低能束流输运线是连接直线加速器和增强器的束流传输线,在考虑建设布局限制的基础上,对两端的束流包络进行匹配,并将直线加速器产生的束流高效传输到增强器注入点。HEPS低能束流输运线设计时采用了功能分区的设计策略,设计有3个功能区,分别是消色散注入匹配区、光学参数匹配区、输出匹配区。为校正误差对束流的影响,HEPS低能束流输运线设置了8个BPM,水平和垂直各6块校正磁铁用于束流轨道校正,校正后的轨道满足束流传输要求。     

永磁强流ECR离子源

文章介绍一台2.45 GHz永磁强流ECR离子源,其直径为10 cm,长10 cm,重量不足5 kg,可工作在直流模式和脉冲模式.脉冲模式引出的氢离子束峰值流强大于100 mA,束流密度达到500 mA/cm2;直流模式引出束流达到60 mA,束流密度为300 mA/cm2.两种模式的质子比均达到80%.     

低能强流负氢束发射度测量仪的设计

随着核物理实验、原子物理、表面物理实验的进一步发展以及加速器技术在各领域的广泛应用，对离子源产生的束流品质的要求也越来越高。束流发射度是束流品质的一个重要指标，因此，对离子源束流发射度的测量和研究，对离子源技术本身、加速器研究以及相关应用技术都具有重要意义及参考价值。     

ADS注入器Ⅰ束流相位及能量测量系统设计

针对加速器驱动次临界系统(Accelerator Driven Sub-critical System,ADS)注入器Ⅰ束流调试要求,需要精确测量束流的相位和能量。本文研究束流的相位和能量高精度测量方法,设计了基于快速电流变压器(Fast Current Transformer,FCT)信号的相位及能量测量系统。该系统包括FCT探头、前端电子学、数据采集和处理三个部分,通过正交采样的方式实现束流的相位测量,然后利用飞行时间法实现束流能量的测量。测试结果表明,该系统在实验室测试相位分辨率为±0.8°,在线测试相位分辨率为±2°,满足直线加速器的设计要求。     

高电荷态重离子束流产生技术的研究

为了提高北京HI-13串列加速器束流的硅中射程和LET值,本文开展了高电荷态束流引出技术及pA级弱束流诊断技术研究。采用电刚度和磁刚度模拟技术,配合pA级弱束流束斑观测和束流强度监测技术,获得能量360 MeV、峰总比80%的¹⁹⁷Au离子束流,其在Si中的表面LET为86.1 MeV•cm²•mg^-1、射程为30.1 μm,满足单粒子效应（SEE）实验的要求,拓展了北京HI-13串列加速器上单粒子效应实验所用离子的能量和LET值范围。     

15-20mA负氢离子源的设计

制约强流质子回旋加速器技术发展的一个主要因素是离子源的束流强度以及束流品质，为提高引出流强、改善束流品质，中国原子能科学研究院一直致力于离子源的发展。2000年建成了平均流强5．2mA的负氢离子源，束流发射度达到了0．65πnm-mrad，2004年建成了高于10mA的负氢离子源。为进一步提高束流流强，满足中国原子能科学研究院串列加速器升级工程的需求，在原有10mA负氢离子源基础上设计1台新的离子源，将平均引出束流提高到15-20mA。