重离子扫描磁铁系统的研制

文章给出了重离子扫描磁铁物理设计的实用公式，指出这种磁铁系统工艺设计中应考虑的事项，并给出扫描磁铁系统的研制和实测结果。该磁铁最大可产生０．５０Ｔ的交流磁场，重复频率为５０Ｈｚ，通过３ｍ的漂移管道可将１６５ＭｅＶ＾７９Ｂｒ＾１４＾＋的离子扫宽０．４ｍ，满足了在ＨＩ－１３串列加速器上辐照ＰＥＴ一类膜材的要求，为生产核微孔膜高级滤材提供基本保证。     

强流重离子加速器装置电源预研及进展

介绍了强流重离子加速器装置（HIAF）磁铁励磁电源的需求,针对这些特殊需求进行了电源相关技术的预研,并介绍了样机研制最新进展。     

60A／200V重离子扫描磁铁供电三角波电源

给出了５０Ｈｚ６０Ａ／２００Ｖ重离子扫描磁铁供电三角波电源的设计原理、技术指标、方案选择和研制结果。     

新型磁铁电源数据采集控制器设计

为适应兰州重离子加速器的升级改造需要,对加速器原前端电源控制器进行改造。本文基于双核ARM11突出的事务处理和网络通信能力,采用高精度的专用模数、数模转换芯片实现设计。测试表明:新型磁铁电源控制器输出电压稳定度为4.01×10~(-5),比原前端电源控制器稳定性提升一个数量级,满足了加速器升级电源系统精度要求。     

加速器磁铁电源数字化逻辑控制电路的设计

加速器磁铁电源的逻辑保护和控制一般通过可编程逻辑控制器PLC实现.随着现代加速器技术的发展,电源的控制趋于全数字化,电源的逻辑控制可以综合至其数字控制芯片中得以实现,例如现场可编程门阵列FPGA.文章介绍了两种加速器磁铁电源数字化逻辑控制电路的设计方法,以FP-GA作为控制器件,实现电源的逻辑保护和控制功能.     

HIRFL-CSR注入引出KICKER磁铁

以难度最大的快引出ＫＩＣＫＥＲ磁铁为例,介绍了兰州重离子加速器冷却储存环注入引出ＫＩＣＫＥＲ磁铁和电源设计的基本概念和所达到的指标。     

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。     

重离子加速器数字电源回读系统

为提高数字电源回读数据的精确性、抑制噪声、降低成本,开发设计了全数字化回读系统。在本系统中,发送端的数字电源控制器通过光纤模块,按专用协议以2 kHz频率发送4种数据;接收端的数字信号采集设备接收、存储每台电源的回读数据,并标记以时间戳。系统采用有效机制保证每条数据通路的时钟同步,并提供了数据分析图形化界面。经现场测试,验证了系统的性能,达到了设计目的,使全数字化回读首次在重离子医用加速器励磁电源系统上得到成功应用。基于其较好的抗干扰性和经济性,未来可在重离子加速器中推广应用。     

EBS加速器电源控制系统的研制

EBS(Electron Beam System)加速器是专为橡胶乳液的辐照硫化加工而研制的.本文简述了加速器电源控制系统的软硬件组成,目前该系统已经完成研制组装,并进行了空载试验.     

可编程扫描磁铁电源研制

通过对目前广泛应用于辐照加速器上的扫描磁铁电源的研究,给出了一种实时跟踪参考波形的电流型可编程扫描磁铁电源的实现方案,设计了一台输出电流峰值为7A、扫描频率为5~50 Hz连续可调、线性误差小于0.1%的电流型扫描磁铁电源。该电源输出电流稳定,同时能够防止电子束二次扫描,保护钛窗,防止因局部束流过大而损坏。电源输出线性度良好,性能稳定,已成功应用于地那米加速器中。     

加速器磁铁稳流电源的自适应型控制器设计

本文通过在电源数控硬件平台上集成系统辨识模块对被控对象进行辨识,并使用集成于FPGA的软处理器来完成数据处理和参数计算,设计并完成了一种能适应负载变化且参数自整定的智能型控制器,其控制参数自动根据负载特性整定,不需人为干预。该控制器已在加速器磁铁电源上进行了测试,其主要技术指标满足使用要求。     

重离子加速器同步定时触发系统的实现

同步定时触发系统是重离子同步加速器的控制核心,控制磁场电源对带电离子束进行同步加速,其对可靠性和定时精度要求高。在重离子治癌、材料辐照等领域的发展中,为了满足这些领域对重离子同步加速器小型化的需求,本文以NIOSII为核心处理器,结合FPGA上的可编程片上系统（SOPC）,实现了一种基于可编程硬件的同步定时触发系统。该系统可控制延时精度,且使用灵活、可靠,易升级,向小型化的同步加速器及重离子治癌等应用工程提供了切实可行的方案。     

320 kV全离子综合实验平台控制系统升级

本文对320 kV全离子综合实验平台的控制系统升级进行了研究。升级后的控制系统采用分布式系统模型构建。硬件采用串口服务器、PLC及伺服电机等部件实现了所有被控设备的远程监测及控制。软件通过建立EPICS IOC动态数据库,实现了对所有被控设备的集成。用户操作界面层采用CSS开发,实现了操作人员对所有被控设备的透明访问。该控制系统已成功连续运行约10 000 h。目前该控制系统运行稳定、可靠,完全满足320 kV全离子综合实验平台的运行及物理实验的需求。     

质子加速器注入、引出磁铁电源的纹波抑制

在国产首台质子治疗示范装置研制项目中,质子加速器的注入、引出磁铁电源采用模块电源并联方式,但注入、引出磁铁的电感量较小不利于开关电源噪声抑制。为满足项目需要,提出了一种错相设计方案,并推导了三相错相的纹波归一化量值,理论上验证了方案的可行性。在此基础上,用MOSFET以H桥结构作为基本单元,采用3单元移相120°的方式构成模块电源。经测试,3台静磁切割磁铁电源开关纹波满足设计和使用要求,同时证实了电源拓扑结构的可行性。3台电源自投入使用以来,无故障可靠稳定运行20个月以上。     

低能加速器开关电源研制

利用直流脉宽调制技术以及半桥变换电路,为一种低能电子直线加速器成功研制阳极开关电源。根据开关电源的特点,对该电源中低压和高压部分进行详细设计。低压部分采用SG1525A为控制核心,实现脉宽调制、软启动、稳压调节以及过压保护功能。该开关电源主要指标:输出电压0~800V,最大电流400 m A,工作频率为18.5 k Hz,纹波峰值系数为0.9‰,达到设计要求。     

重离子治癌电源调节器的嵌入式系统

为满足HITFiL重离子治癌装置中对扫描铁电源精确控制的需求,基于EDA技术构建了嵌入式实时控制系统,采用高级RISC微处理器(ARM)+现场可编程门阵列(FPGA)+DA/AD技术实现对磁铁电源系统数字调节器的设计。经现场测试,本套系统运行稳定可靠,达到了设计要求,为今后重离子治癌专用装置的建设应用提供了可靠的技术保障。     

Kicker磁铁电源控制系统设计

兰州重离子加速器冷却储存环包含多个注入和引出环节,其中较为关键的是CSRm的引出和CSRe的注入系统,其时间控制精度直接影响束流的注入引出效率。本文采用先进的ARM+FPGA技术实现对踢轨电源系统的精确控制,其时间控制精度达ns量级。ARM主要实现控制数据的下载与上传,踢轨系统的控制时序主要通过FPGA编程完成。远程时序控制信号均通过光纤传输,同时对踢轨电源的电压给定采用数字电位器技术实现,给定精度达0.1%。