高电荷态ECR离子源

综述了中国科学院院近代物理研究所近几年来高电荷态ＥＣＲ离子源的最新进展。     

ECR离子源电荷态分析系统设计

介绍了ＥＣＲ离子源电荷态分析系统的设计方法和过程,利用ＷｉｎｄｏｗｓＳｏｃｋｅｔｓ实现了网络的实时通信,在线绘出了该系统的电流－束流强度二维曲线图形,在ＨＩＲＦＬ加速器的调束中起了重要作用。     

紧凑型强流ECR源

建立了１台紧凑型强流ＥＣＲ源。共振磁场由１个小电磁线圈及软铁回路产生,磁场可调,能保证放电处于最佳条件。研究了气压,微波功率及共振场对放电的影响。在５５０Ｗ的放电功率下,从直径４ｍｍ引出孔引出了３５ｍＡ的Ｈ＾＋离子束,引出Ｈ＾＋离子的质子比超过９０％,从源中还引出了７ｍＡＯ＾＋、８ｍＡＮ＾＋、１２ｍＡ Ａｒ＾＋的束流。     

ECR离子源原理及其磁场分析计算

文章介绍了ECR离子源的发展历史和一般原理;给出了它产生高电荷态离子所必须的工作条件;着重讨论了磁场对源内等离子体性能的影响。基于对CAPRICE源磁镜场及六极约束场的计算,给出了该源磁场较精确的数量概念,这对了解它的磁路结构及磁场场型特点以及各铁元件的功能十分有益。通过对计算数据的分析,发现该源在磁路结构及场型上还有尚待修改的地方。所有这些对我们现有ECR源的调试、运行及局部改进提供了可靠的依据。     

全永磁ECR离子源研究进展

ECR(电子回旋共振)离子源是产生稳定的强流多电荷态离子束流最有效装置.全永磁ECR离子源因其独特的特点为很多中小型多电荷态离子束流实验平台与离子注入机等系统所采用,为后者产生重复性好、稳定性强的多电荷态离子束流.本文着重论述了中国科学院近代物理研究所研制的几台全永磁多电荷态ECR离子源及其特性与典型性能,如能产生强流高电荷态离子束流的高性能全永磁离子源LAPECR2,能产生强流中低电荷态离子束流的LAPECR1,能产生多电荷态重金属离子柬流的LAPECRl-M等.这些性能稳定的离子源为提高近代物理研究所相关试验平台的性能提供了关键的束流品质保障.     

强流高电荷态全永磁ECR离子源LAPECR2的初步调试

研制成功了一台强流高电荷态全永磁ECR（Electron Cyclotron Resonance）离子源LAPECR2（Lanzhou All Permanent Magnet ECR Ion Source No．2）。该离子源在完成磁体装配后已成功在近代物理研究所320kV高压平台上安装就位,与后束运线完成对接组装。离子源于2005年7月在14．5GHz实现了第一次成功起弧,并引出较强的混合束流。目前离子源已与后束线以及部分实验终端完成了联调,在实验终端能够获得强流较高电荷态的离子束流。本文将着重论述该全永磁源的结构技术特点和主要参数指标。本文还着重论述了LAPECR2离子源在14．5GHz微波功率馈入条件下的初步调试结果,在此基础上对束流向实验终端联调的实验结果进行了讨论,着重分析了影响束流引出与传输效率的主要因素。     

金属筒在ECR2高电荷态离子源中的应用

叙述了用金属筒来增强ECR2离子源的高电荷态离子束流强度。铝筒的增强效果最为显著。与锆简相比,Ar(8 )离子的束流强度从245μA增至330μA,Ar(9 )离子从125μA增至150μA。     

ECR离子源高电荷态金属离子产生的MIVOC法实验研究

为满足兰州重离子加速器的实验要求,先后在中国科学院近代物理研究所14．5GHz（LECR2）及10GHz＋14．5GHz（LECR3）高电荷态ECR离子源上使用MIVOC（Metallic ion from volatile compounds）方法进行了高电荷态金属离子产生的实验研究。主要研究了铁和镍的各种高电荷态离子的产生,具有代表性的是210eμA的Fe^11＋、175eμA的Fe^12＋、142eμA的Fe^13＋、25eμA的Fe^16＋、64eμA的Ni^10＋、57eμA的Ni^13＋、31eμA的Ni^15＋和15eμA的Ni^16＋。本文将分别给出两种金属离子产生的多电荷态束流谱图,并对实验装置的安排、实验现象及结果进行讨论与总结。     

中子发生器ECR源智能控制的仿真研究

描述了模糊modular神经网络对中子发生器ECR离子源智能控制仿真实验的实现和仿真智能控制的过程。研究了学习过程中规则条数和学习率对理论模型计算结果平均偏差的影响和控制过程中计算束流的偏差随规则条数和学习率的变化。用3种不同的校正因子研究了对仿真实验过程的影响，并在智能控制中取得了满意的仿真实验结果。     

高性能全永磁ECR离子源LAPECR2的研制

研制了一台体积和重量都较大、设计性能较高的全永磁电子回旋共振(Electron cyclotron resonance,ECR)离子源LAPECR2(Lanzhou all permanent magnetic ECRion source No.2 ).该离子源将用于中国科学院近代物理研究所320 kV高压平台,为其提供强流高电荷态离子束流.LAPECR2的研制采用全新的全永磁磁体结构设计,通过采用高性能的NdFeB永磁材料、优化的磁结构设计以及精确的计算,实测源体的磁场参数能达到高性能ECR离子源的设计要求.离子源采用较高频率的14.5 GHz微波馈入加热等离子体,波导直接馈入离子源以增强馈入微波的稳定性与效率.此外,还大量采用了一些有利于提高离子源高电荷态离子产额的关键技术,如铝内衬等离子体弧腔、负偏压盘、铝制等离子体电极、三电极引出系统、辅助掺气等.     

海关集装箱检测用电子直线加速器聚焦线圈磁场设计与测试

介绍了在电子直线加速器粒子动力学基础上进行聚焦线圈轴向磁场的设计；利用ＬＩＮＥ－ＡＣＣ／ＰＣ程序模拟计算，给出了不同初始发射度情况下满足束流包络要求的各种聚焦磁场数据。对已经加工好的聚焦系统进行了磁场分布测量，并将实际磁场与理论计算进行了比较。上述工作为确定聚焦线圈的设计方案和加速器的出束实验提供了可靠、丰富的数据。     

四极磁铁比较测量

为了提供35块四极磁铁在800 MeV电子储存环上的编组排列的数据,研制了一台称为“四极铁比较测量”的测量系统。文章描写了该系统的测量原理和方法,并且给出了测量结果,最后对测量结果的误差进行了讨论。     

非平面对称磁场的空间展开及样条函数表述

为了研究带电粒子光学系统的光学特性,需要知道系统中磁场的空间分布。实际磁场往往不具有严格的平面对称性质,一些作者曾就这类磁场的空间展开做过不少工作。但他们的工作是在柱坐标系统中进行的,适用于诸如回旋加速器、双向聚焦磁分析器、环形磁β谱仪等一类装置的磁场分析。对于大型同位素电磁分离器(calutron)那样一类装置,其磁场分布需要     

非均匀扇形磁场三阶象差系数的计算机辅助推导

利用自行研制的软件包推导出非均匀扇形磁场所有三阶象差系数的具体解析表达式。纠正了国外学者手工推导的径向三阶象差系数的６项错误。首次推导出了非均匀扇形磁场的轴向三阶象差系数。     

基于微型机的自动测磁系统

在研制加速器工作中,需要对磁场分布进行精确的测定。方法是通过霍尔片逐点测量。用手工法测量效率甚低,为此我们设计井研制了这套自动测磁系统。使用本系统不仅提高工效,而且还可实现自动定位、自动测量、数据修正和处理,具有使用方便、精度     

~(170)Tm内转换电子源制备方法

文章介绍了改进的现有真空蒸发制源方法,使之变得简单、安全、方便和更加有效,由此得到了薄、均匀、牢固而分辨率高的~(170)Tm内转换电子源。     

辐射显色薄膜电子高剂量计的剂量学特性

文章报道了用PR-CN(PVB)辐射显色薄膜测量电子吸收剂量的某些重要的剂量学特性:在0.3-120kGy范围内,吸收剂量(D)与单位厚度光密度变化(ΔOD/mm)有良好的线性关系;电子能量的依赖性小,~(147)Pm和~(90)Sr ~(90)Y响应之比约为1:2.4;对中能以上的电子剂量响应在实验误差范围内、与电子平衡条件下~(60)Co γ辐射剂量响应相同;在实验用到的平均剂量率范围内(约0.1—5×10~4Gy/min),响应和剂量率无关。建立了用于电子束工业辐射加工的吸收剂量常规刻度方法。最后给出了测量静电加速器1.5MeV、电子迴旋加速器6.9MeV电子束在有机玻璃中深部剂量分布的实例。     

单次性脉冲磁场幅度跳动测量及其计算机测量系统

单次性脉冲磁场在各种高能加速器中有着重要的应用。其磁场波形、场型分布、磁场幅度绝对值的测量已经有过报导,本文继续介绍单次性脉冲磁场幅度跳动的测量及其计算机测量系统。在系统的工作原理部分,以软件硬件相结合的方式介绍了系统的工作原理,给出了测量结果。文章最后分析了测量误差,提出了减小误差,提高测量精度的方法,给出了系统精度。     

中子源的多中子发射对诱发裂变场的影响

利用诱发裂变随机中子场下的几率细致平衡主方程,讨论了中子源多中子发射对有源符合中子法测量带来的影响。