串列加速器电晕针稳压系统模拟实验研究

串列加速器加速的粒子种类繁多,束流强度变化很大(可相差五、六个量级),而能量稳定度可达万分之几。这主要是由于电晕针稳压系统用对数放大代替了静电加速器电晕针稳压系统的线性放大,克服了误差信号与束流强度有关的缺点,大大地压缩了动态范围。该系统结构简单、操作方便,特别在加速各种重粒子、弱束流情况下对能量稳定有很大意义。因而对串列加速器电晕针稳压系统进行研究是必要的。但串列加速器尚未建成,故在ЭГ-2.5静电加速器上作模拟实验研究,并为ЭГ-2.5静电加速器在小束流下稳定运行提供条件。     

CSRe分子离子研究装置低能传输线物理设计

本文完成了CSRe分子离子研究装置低能传输线的物理设计。采用Poisson/Superfish软件对150 kV倍压型高压加速器的电场分布进行了模拟,结果显示,加速器各区域空间电场强度均远低于击穿电场强度限值。利用Beampath程序对离子源引出的分子离子束在高压加速器中的传输进行了模拟,束流包络显示,加速区电场对分子离子束具有较强的聚焦作用,加速管出口束斑尺寸较小。采用Trace-3D程序设计了高分辨能力的磁分析系统和RFQ加速器的注入匹配段。通过Beampath程序的模拟,分析出了质量数为150的分子离子束,并由三单元四极透镜实现了分析束流与直线加速器RFQ的注入匹配。     

BPL 750 keV束流输运线上四极磁铁的设计

一、引言自从北京质子直线加速器的10 MeV段1982年底出束以来,于1985年已将其能量扩展到35 MeV,脉冲流强达到70 mA,作为从高压倍加器至质子直线加速器之间的750 keV束流输运线,经历了10 MeV和35 MeV两个阶段的调试和运行。它有效地将质子束流从高压倍加器输运到直线加速器,传输效率达到设计指标。本文介绍安装在这一束流输运线上的四极磁铁的设计、磁场测量结果及实际运行情况。     

单粒子微束辐照装置的束流光学计算

利用束流光学计算程序TRANSPORT和TURTLE对基于2×3MV串列静电加速器的单粒子微束细胞精确照射装置的束流传输光学进行了一阶近似计算,得到了包括束流包络、束流相图、束斑大小及束流发散程度的相关数据.计算结果表明,对于能量1.5 MeV,经2 mm×2 mm狭缝入射且初始发散角x'～y'≤3mrad的典型质子束...     

基于ADL5303的串列加速器缝隙仪前置放大器的研究

为了满足串列加速器粒子能量高稳定度的要求,需采用缝隙仪来稳定加速高压的方式,利用缝隙仪高、低能端束流强度的差异反馈稳定头部高压。由于束流变化动态范围较大,在前置放大器中采用对数放大来满足束流强大动态范围的要求。根据串列加速器高压稳定系统的实际需要,设计了采用ADL5303的对数前置放大器电路,并对该电路做了仿真和实验测试,得到了理论和实际对数放大曲线。结果表明,对数放大器范围可以从100 pA到1 mA,可以实现大范围束流变化下对高压稳定系统的调节。     

4.5MV静电加速器端电压的稳定控制

结合４．５ＭＶ静电加速器系统分析了端电压稳定控制系统的稳压系数，像缝仪（ＳＬＩＴＳ）、旋转伏特计（ＧＶＭ）以及拾波板（ＣＰＵ）的误差信号与高压纹波的关系，并根据实验测量的电晕三极管的特性参数计算了稳压系数Ｓ和Ｇ·Ｈ的波特图。     

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。     

同步加速器束流能量自动切换控制系统

带电粒子放射治疗中3D主动治疗方式需要不同的束流能量照射不同的病灶切面,这就需要同步加速器控制系统能实现多级束流能量的自动切换控制并提供接口对接治疗计划进行自动变能控制。本文开发了同步加速器束流能量切换控制系统,同步加速器的前端服务器中存储着执行1个同步加速器加速周期所需的全部控制数据集,其中控制数据通过索引标号对其进行区分,同步事例信息是同步加速器多级束流能量切换的触发信号。当前端控制器被同步时间系统的同步事例触发激活后,从DSP波形发生器的SDRAM空间中读出磁铁电源、高频等控制数据进行数据切换。同步事例信号包含同步触发信息、束流能量控制数据的索引信息和控制数据的更新操作信息。多级束流能量自动切换控制系统能实现255级束流能量间自动切换控制（碳束能量在50～500 MeV间切换,步长可控制在1.77 MeV）,完全能满足实际中碳束能量在50～500 MeV间以10 MeV为步长的自动切换控制。     

回旋加速器中心区实验装置剥离引出计算分析

改进了30 MeV回旋加速器剥离引出程序CYCTRS,计算了10 MeV回旋加速器不同能量束流引出剥离点的位置,着重计算分析了10 MeV能量点的束流剥离引出的光学特性,为设计加工束流引出系统提供了重要的参数依据。 10 MeV回旋加速器加速H-离子,采用剥离引出。该加速器将主要用于强流加速     

用于硼中子俘获治疗的强流质子回旋加速器中心区结构优化设计

中国原子能科学研究院目前正在研制用于硼中子俘获治疗（BNCT）的强流质子回旋加速器,该加速器设计引出能量14 MeV、质子束流强大于1 mA。相比引出流强为400 μA的PET回旋加速器,BNCT强流质子回旋加速器对中心区相位接收度和轴向聚焦的要求更高。为实现mA量级的束流的加速和引出,BNCT强流质子回旋加速器采取了增加负氢束流注入能量、增大磁铁镶条孔径、使用用于增大Dee盒头部张角的阶梯状结构及调整加速间隙的入口和出口高度等一系列中心区结构优化设计,有效地提高了中心区的相位接收度,改善了轴向电聚焦。在新的离子源注入能量下通过数值计算得到实测场下的轴向电聚焦和间隙高度的关系,选取合适的间隙高度获得最佳的轴向聚焦,从而确定了mA量级束流的注入和加速的中心区结构。同时在设计中考虑空间电荷效应的影响,计算了不同流强下的束流尺寸变化。中心区结构在实测磁场下的优化设计计算结果表明,BNCT强流质子回旋加速器中心区的束流对中好于0.5 mm,相位接收度大于40°,中心区最高可接收流强3 mA。目前,新的中心区结构已进入机械加工阶段。     

Non-Destructive Screening for Thermal Second Breakdown

The feasibility of developing nondestructive screening techniques to determine the second breakdown vulnerability of semiconductor devices at submicrosecond pulse conditions has been demonstrated. In addition, it has been shownl that second breakdown can be nondestructively initiated under certain current limiting conditions without causing degradation in device operating characteristics or device second breakdown vulnerability level to subsequent pulses of electrical energy. A low energy current impulse damage mechanism at second breakdown initiation has also been observed. The experimental investigations were performed using 1N4148 diodes fabricated with various junction areas and a fixed diffusion depth. The complete results of this work are documented in Reference 1.     

一个10ns脉冲束流传输系统

我所质子静电加速器头部切割的10ns脉冲束流经加速成0.5至2.5MeV后,传输进入中子厅,或由高频扫描板扫开,经Mobley磁铁压缩成1—2ns脉冲束流,或由Mobley磁铁偏转,在距磁铁出口1.54米处得到一横截面为圆形的束斑。它的半径为2mm,最大散角为5mrad。如图1所示,为了利用大液体闪烁探测器测量快中子俘获截面,一个10ns脉冲束流传输系统     

降低闪烁探测系统中子灵敏度的方法初探

针对脉冲辐射场高强度裂变中子测量的特点,设计了降低灵敏度的狭缝闪烁探测系统,初步研究了系统的2.5MeV中子灵敏度。实验结果表明：由狭缝屏蔽准直器和闪烁探测器组成的新型狭缝闪烁探测系统,可使传统的直照探测模式的下限灵敏度降低一个量级,拓宽了闪烁探测器在脉冲辐射场中子测量中的应用。     

Anomalous Photocurrent Generation in Transistor Structures

It has been previously reported that, at relatively modest dose-rates (~109 rad/sec), certain transistor types exhibit an anomalous primary photocurrent response which results in serious departures from the commonly assumed linear dose-rate dependence. This paper presents additional experimental evidence concerning the anomalous photocurrent problem and develops a model which explains the observed data in terms of carrier generation and transport processes within the device. The analysis and supporting experimental evidence shows that the observed phenomenon is the result of base-emitter junction breakdown. This breakdown is induced by transverse photocurrent flow in the active base region and causes the device to assume a common emitter configuration wherein the primary photocurrent is amplified by the device gain.     

Ion-beam-induced-charge characterisation of particle detectors

Ion-beam-induced-charge collection (IBIC) in a nuclear microprobe has been used to characterise detectors for the measurement of particles over a median energy range (100 keV–1 MeV). Three standard detector devices have been studied: a PIPS detector with a buried (ion-implanted) junction structure, a Schottky barrier junction device and a PN-junction photodiode. A 2.0 MeV focussed helium ion beam was used to probe the active area of each device with a spatial resolution 1–2 μm, to quantify the thickness of the dead layer, the charge collection response and the reduction in charge collection efficiency induced by ion-beam damage.     

紧凑型自聚束微波电子枪实验装置控制系统的研制

紧凑型自聚束微波电子枪的实验装置需要相应的控制体系。为此,研制了一套独立于原有大装置(200MeV LINAC)的监测控制系统。该系统基于一般控制系统的三层构架原理,由核心控制电路、光信号发射与接收电路和开关量读写电路组成,实现了时序控制、设备状态监控、联锁控制等功能,并利用上位机与现场处理器通信,达到远程操作的目的。经测试,该系统的性能参数满足并优于实际需求,试运行期间工作稳定可靠,满足实验平台的控制需求。该系统也能直接用于其他小型加速器的控制操作。     

The use of hydrogenous material for sensitizing pMOS dosimeters toneutrons

This paper is concerned with the application of pMOS dosimeters to measuring neutron dose by the use of hydrogenous materials to convert incident neutron flux to recoil protons. These latter charged particles can generate electron-hole pairs, and consequently, charge trapping takes place at the MOS interfaces, and threshold voltage shifts are produced. The use of pMOS devices for measuring gamma doses has been described extensively in the literature. Clearly, if measurable voltage shifts could be generated in a MOS device by neutrons, then a radiation detection instrument containing two MOS devices, back to back, with hydrogenous shields, and one MOS dosimeter without a converter would allow 4π measurements of neutron and gamma doses to be made. The results obtained in this study indicate that paraffin or polyethylene will convert incident, 2.82 MeV neutrons to recoil protons, which subsequently cause measurable voltage shifts     

一个用于加速器时间分辨分析系统的纳秒高压脉冲装置

设计了一个纳秒高压脉冲装置，脉冲电压可达16kV，前沿上升时间为10ns，此装置已用于加速器时间分析系统，系统的物理分辨时间小于0．8％，时间半高宽为25ns。