混合型波振器的研究

报告了一台用于中国原子能科学研究院中红外自由电子激光研究的混合型波振器的研制情况。该波振器采用稀土永磁与纯铁混合形式。磁场气隙及磁场锥度连续可调。波振器的磁场峰值的均方根误差小于0.53％。电子轨迹偏移在0.03mm左右。文中论述了此波振器的设计、利用模拟退火法对磁块进行优化组合、电子束在波振器理想及实际磁场情况下     

波振器磁场测量系统(英文)

报告了一个用于自由电子激光波振器的磁场自动测量装置,它既可以进行波振器高精度磁场测量,也可以用于加速器中的磁透镜、同轴线圈以及偏转磁铁等方面的磁场测量。系统采用高灵敏度CaAs微型霍耳探头作为磁场传感器件;采用光电编码器以及数显技术检测探头的位移;测量系统由AST/386微型计算机控制。软件内容丰富,界面友好。根据实际测试,此系统在磁场变化梯度为1.00×10~(-2)T/mm时,测量精密度△B/B_p=(0.3～1.5)×10~(-4),在磁场变化梯度为6.00×10~(-2)T/mm时,测量精密度△B/B_p=(1.5～5)×10~(-4)。     

多目标遗传算法在波荡器垫补中的应用

波荡器性能一般有多个指标要求,而这些指标往往是相互冲突的,因此在磁场垫补时难以对垫补量进行精确推算,导致磁场垫补耗时和低效。为解决该问题,本文将多目标遗传算法应用于波荡器磁场垫补量推算,并对波荡器U38-S磁场进行了垫补。根据波荡器磁场垫补结构建立了计算模型,并阐述了计算模型中的主要问题,给出了U38-S磁场的垫补过程。经过3次磁场垫补,U38-S的轨迹中心偏差、相位误差和峰峰值误差分别减小到0.15 mm、1°和0.49%。由于遗传算法本身具有较强的可扩展性,本文所用方法也可应用于其他类型波荡器的磁场垫补。     

多目标遗传算法在波荡器垫补中的应用

波荡器性能一般有多个指标要求,而这些指标往往是相互冲突的,因此在磁场垫补时难以对垫补量进行精确推算,导致磁场垫补耗时和低效。为解决该问题,本文将多目标遗传算法应用于波荡器磁场垫补量推算,并对波荡器U38-S磁场进行了垫补。根据波荡器磁场垫补结构建立了计算模型,并阐述了计算模型中的主要问题,给出了U38-S磁场的垫补过程。经过3次磁场垫补,U38-S的轨迹中心偏差、相位误差和峰峰值误差分别减小到0.15 mm、1°和0.49%。由于遗传算法本身具有较强的可扩展性,本文所用方法也可应用于其他类型波荡器的磁场垫补。     

脉冲线测量波荡器磁场的研究

介绍脉冲线测量波荡器磁场一、二次积分分布的原理和一套较高精度的脉冲线测量系统的研制，分析了传感器、实验环境、线的张力和波的反射性等因素对测量精度的影响。该系统对5周期波荡器模型的磁场测量结果与高精度Hall探头测量值作了比较，结果满意。     

浮动核电站系统典型用泵动力吸振器的设计

浮动核电站系统典型用泵(典型泵)在系统运行期间振动线谱突出,加大了整个系统的振动水平。本文以典型泵在49 Hz处的振动特征线谱为控制对象,开展动力吸振器的设计研究。结合系统运行环境、吸振器吸振原理、安装方式等多方面因素,初步提出吸振器设计参数,并探讨吸振器几何参数、质量、阻尼对吸振频率的影响;建立典型泵的动力吸振器有限元模型,验证动力吸振器的吸振效果,并分析吸振器质量、阻尼、安装个数对吸振性能的影响。结果表明:动力吸振器满足在8～400Hz的频率范围内可调,加装动力吸振器后典型泵在49 Hz处的振动线谱控制效果可达到7.3 dB。     

波荡器磁场误差对其自发辐射的影响模拟研究

波荡器由多个单磁块组成,磁块不可避免的剩磁离散性和尺寸离散性是引起波荡器磁场误差的根本原因。波荡器磁场误差将影响波荡器自发辐射谱的质量。本文给出一种新的单磁块磁场、波荡器磁场及自发辐射的模拟方法,从单磁块磁场模拟人手,使用正态分布随机数发生器产生多组不同剩磁或者不同尺寸的单磁块,再由这种方式产生的单磁块组成波荡器,然后计算自发辐射,从而研究波荡器磁场误差对自发辐射的影响。     

强流负离子束系统中电子偏转磁场分布的计算

在大型受控核聚变装置所要求的高能、大功率负离子-中性束注入器的负离子束系统中,对伴随负离子引出和由负离子剥离产生的电子的有效抑制是提高系统效率的关键之一。通常利用系统的引出电极内埋置的永磁体产生合理的磁场位形将电子在低能下偏转、吸收,而又极小影响负离子束的光学特性。为此,必须计算出磁场分布,进而求得在系统电、磁场综合作用下电子和负离子的轨迹,并通过数值模拟计算优化系统电磁场位形和束光学特性,为辅助设计负离子-中性束注入器的强流负离子束系统提供参考依据。     

关于ICRF频段快、慢波分类的一个附记

Stix最先提出在仿星器直线段中进行离子回旋共振加热的概念,所采用的模是离子回旋波,这是一类频率接近但略低于离子回旋频率的波,他称其为慢波。当离子回旋波向磁场较弱的空间区域传播,因而波频率越来越接近局部的离子回旋频率时,波将很快衰减,称“磁滩”效应。对托卡马克或一般的磁场不均匀的系统,Stix证明,只有频率大于离子回旋频率的波才能在等离子体中心区传播,称为快波,因此托卡马克中的ICRF加热也称快波加热。文献[2]被认为是ICRF加热的基准性文献。但在以后的研究中,对快波和慢波的分离并不与文献[2]中一致,本文对有关问题进行讨论,以澄清容易混淆之处。     

管道系统多频吸振器性能试验研究

针对管道系统的振动噪声和安全问题,本文根据多频吸振器的设计方法,设计了一种适用于一回路管道系统的多频吸振器,通过典型管道系统模型,对多频吸振器性能进行试验分析,通过对试验数据的比较与分析,说明该种多频吸振对管道系统的振动具有明显的抑制作用。     

高精度三维霍尔探头的标定

介绍了在上海光源(SSRF)磁测实验室中,用可旋转标准电磁铁产生均匀磁场,进行霍尔探头的温度、非线性的标定以及平面霍尔效应的研究;解决了测量椭圆极化型波荡器时水平磁场与垂直磁场间相互影响的问题,提高了磁场测量的精度。     

SSRF波荡器的渡越辐射特性研究

通过解析分析和数值模拟计算,对上海同步辐射装置(SSRF)波荡器U9.0在红外及远红外波段(波长范围8200μm)的渡越辐射谱通量密度角分布、亮度等特性进行了研究,并探讨了电子束发射度、能量散度及波荡器磁场误差对渡越辐射谱亮度的影响。结果表明,SSRF U9.0的红外及远红外渡越辐射通量密度最高可达351013Photons/(smrad2BW),收集角φ=0.23mrad,且通量密度随电子上的发射度、能散和波荡器磁场误差等的变化很小。     

蒸汽发生器传热管的微振磨损及其防护

蒸汽发生器二次侧U形管防振条处经常会发生微振磨损,外来物对传热管的磨损也时有发生。本文介绍了传热管微振磨损及外来物磨损的概况,传热管微振磨损的机理,预测传热管的微振磨损量,垂直接触力和滑动距离。最后论述了美国西屋公司、法国法马通公司、德国西门子KWU公司和加拿大B&W公司对传热管微振磨损的防护措施。     

嫦娥一号卫星X射线谱仪磁屏蔽设计与模拟计算

介绍了嫦娥一号卫星X射线谱仪准直器磁屏蔽设计的基本思路,通过磁场点测实验得到了谱仪准直器的真实磁场分布,并且根据实验结果对谱仪准值器的磁屏蔽效果进行了模拟计算,由模拟结果可知该准直器对电子能起到较好的屏蔽作用.     

低真空中高能电子束传输特性的MC模拟

基于Geant4蒙特卡罗程序包建立了低真空条件下高能电子束的输运模型,并用该模型详细研究了电子束在低真空条件的传输特性。结果表明,低真空条件下电子束传输特性与高真空下的有较大差异,环境气体对电子束有散射作用,而磁场可有效约束高能电子的传输轨迹,最终轨迹是磁场约束作用与环境气体散射作用竞争的结果。对于确定的磁场分布,电子束能量存在一个最佳范围,从而保证电子束的传输特性。     

一种使用磁场相机的混合波荡器磁化块排序方法

描述了一种考虑了磁化块局部磁矩不一致性的混合型波荡器磁化块初始安装排序方法。该方法基于独特设计的磁场相机,该相机用来扫描测量波荡器磁化块南北极附近的场图。排序优化流程为:由磁场相机所测得磁化块南北极附近场图推算出该磁化块内的局部磁矩误差分布,通过三维模拟计算得出含有局部磁矩误差的磁化块安装在波荡器梁上后对波荡器磁场的影响,最终依据这些影响数据对磁化块进行排序。该方法在一台短周期混合型波荡器样段上进行测试,所得结果表明在优化后的半周期积分场误差离散性明显小于未优化的情况,从而确认该方法是有效的。     

大型汽轮发电机结构振动分析

针对某大型汽轮发电机（简称“发电机”）发生结构振动超标问题,对发电机进行了三维建模仿真模拟及停机模态试验。结果表明,结构振动的原因可能是由于发电机固有频率接近转子工作频率（50 Hz）而引发的结构共振。针对结构共振问题,从理论与实际出发提出提升支撑刚度、增加阻尼吸振器和底载分配调频这3种解决共振的方案,最终采用了在发电机氢冷器管道上增加阻尼吸振器的减振方案,使得发电机汽、励两端的瓦振大幅降低,可保证发电机在长期安全运行范围内,解决了长期存在的发电机振动高重要缺陷。     

四极磁场中粒子束输运的非线性分析及模拟

为了提高粒子在四极磁场中输运轨迹计算的精度,基于李代数方法,分析和计算粒子束在四极磁场中空间电荷的非线性效应,得到二级近似下粒子坐标的映射公式,编写了粒子束在四极磁场中传输的模拟程序QML。用模拟程序对四极磁场中的传输进行了模拟计算,并对模拟结果进行了分析。模拟结果表明,在空间电荷的非线性效应的影响下相图产生了明显的扭曲,对粒子束包络曲线横向发散作用明显。     

负离子束引出与加速系统的数值计算方法

高能量、大功率中性束注入是对大型受控核聚变装置进行等离子体加热和电流驱动的有效手段。因此势必要发展在高能量下仍具有较高中性转换效率的负离子-中性束注入器。 本文根据负离子-中性束注入器中负离子束系统的特点,建立了对该系统进行数值模拟研究的基本数学模型和计算程序。系统中增加了偏转电子的磁场,这种磁场的存在破坏了束的对称性,增加了计算难度。通过数值模拟计算优化系统的电、磁场位形和束光学特性。     

上海软X射线装置中纯永磁移相器的积分场垫补

X射线自由电子激光(Free-electron Laser,FEL)达到饱和功率输出时所需要的波荡器总长度为数十米甚至上百米,目前国内外研制的波荡器只能分段加工,且每段长度一般在5 m以内。为了保证两相邻波荡器间辐射光的相位相互匹配,通用的设计是在相邻波荡器之间增加移相器。移相器的加入不应对电子束流产生影响,其产生的磁场沿束流方向的一二次积分必须达到技术要求。由于移相器较短,二次积分较小,可不予考虑。在不考虑永磁块非线性的基础上,导出了纯永磁移相器的磁场一次积分以及调整移相器中某些磁化块的高度和倾斜角度产生的磁场一次积分变化量的解析表达式。利用这种方法对上海软X射线自由电子激光装置中的5台移相器做积分场垫补,使得每台移相器的磁场一次积分在好场区内都小于20 Gs·cm,满足工程设计要求。