高层外倾单元幕墙吊装设备的设计与应用

研制了针对单元幕墙高层逐渐外倾并外层呈弧形曲线形状的吊装设备,根据静力平衡和寻求质心所在位置方法,计算起吊承载能力,并设计弧形轨道供吊车行走满足工程需要。最后给出工程应用实例。     

束流终端大尺寸膜窗的研制

膜窗系统是重离子束流治癌装置中隔离大气和真空的重要系统。通过应力分析,选择高强度膜(Hostaphon)和加强纤维衬底(Kevlar)联合使用,既可以使束流通过,同时中子产额少,还可以承受大气压力。采用双层真空结构,消除膜材料的漏气效应,使与膜窗相连的主系统真空度达到了10-6Pa。     

预应力作用下的薄壁二极铁真空室模态分析

真空室受到外界激励时会产生振动,当外界激励频率接近真空室的固有频率时就会产生共振。真空室作为束流运行的场所,如果发生共振不但会影响真空系统的气密性还可能会引起结构的损伤破坏。本文结合薄壁二极铁真空室的实际使用工况,采用有限元软件分析了二极铁真空室的自由振动模态及预应力作用下的模态,得出了在自由振动情况下结构的前6阶模态固有频率基本为0,属于刚体模态,在预应力作用下结构前6阶模态固有频率在400-720 Hz范围内,并且第1和第2阶模态为整体模态,其模态特征主要集中在结构中间的薄壁和加强筋上,第3-6阶模态为局部模态,其模态特征主要集中在结构侧面的加强筋上。     

VAKTRAK在CSR真空系统设计中的应用

为了准确而快速地设计计算细长形如储存环和束运线的真空系统,使之满足束流存储对真空系统内总压、分压分布的要求,有人建立了传输矩阵的模型来表述分子流条件下的气体分子传输机理,并和计算机技术结合,形成了一种简洁、高效的真空系统设计的新方法——VAKTRAK。通过介绍VAKTRAK在CSR真空系统设计中的运用,给出了此程序的使用方法和计算结果。     

HIRFL大型真空系统

HIRFL是兰州重离子加速器装置的英文首字母缩写,其真空系统是一个大型综合性系统。HIRFL由离子源、扇聚焦回旋加速器SFC、分离扇回旋加速器SSC和多用途的重离子冷却储存环(HIRFL-CSR)组成。多条束流运输线将这些加速器连接在一起,同时将各种重离子束流送往10多个实验终端。根据加速离子和束流寿命的需要,对各加速器真空度的要求是不同的:SFC已有50多年的历史,经过3次升级改造,真空度从10-4 Pa提高到10-6 Pa;建于上世纪八十年代的SSC真空度也为10-6 Pa;而两个重离子冷却储存环(CSRm和CSRe)的真空度达到10-10Pa以保证重离子有足够长的储存寿命。多条连接束运线根据不同实验终端的要求,其真空系统的设计方案也不同,文中列举了微束实验终端采取的防振措施;为充气反冲谱仪设计的清洁、大流量真空差分系统及为重离子治癌等终端设计的超薄壁扫描磁铁真空管道等。     

真空室内表面镀TiZrV抽气层的性能研究

采用直流磁控反溅射法在不锈钢真空管道内表面均匀镀上一层TiZrV薄膜.该薄膜经过激活后具有抽气效应,能够使真空管道由原来的系统气载转变成为管道泵.该薄膜激活温度很低,最低激活温度为180℃.在经过激活后,实验装置远端的真空度与泵口真空度相同,因此压力分布呈直线型.     

医用重离子加速器薄壁真空室研制

中国科学院近代物理研究所研制的医用重离子加速器装置是我国第1台拥有自主知识产权的医用重离子加速器,其高频脉冲二极磁铁使用RAMPING工作模式且磁场上升速率为1.6 T/s,所以安装在高频脉冲磁铁内的真空室采用一种薄壁加筋结构不锈钢真空室以减少涡流对离子束稳定性的影响。然而由于薄壁加筋不锈钢真空室占用磁铁气隙尺寸偏大,不仅造成了磁铁造价成本偏高,更是提高了运维成本。基于以上原因,本文提出陶瓷内衬薄壁（0.3 mm）真空室,并研制了原理样机。测试结果表明：样机真空度进入了10^-10 Pa量级范围,并可有效减小磁铁气隙,是未来加速器薄壁真空室的发展方向。     

大型重离子加速器真空系统及其挑战

中国科学院近代物理研究所从历次的大科学装置建设中,积累了大型真空腔体、超高/极高真空系统以及强流重离子加速器真空系统等设计经验。为了获得超高/极高真空系,从真空设备选择、材料处理、密封形式以及在线烘烤等方面形成了一套完整的工艺流程;在强流重离子加速器(High Intensity Heavy ion Accelerator Facility,HIAF)真空系统研制过程中,为了减小磁铁气隙尺寸,大幅度降低磁铁造价及电源运维成本,提出陶瓷内衬薄壁真空室新方法,并研制了原理性样机;为了有效控制HIAF未来运行过程中的动态真空效应,设计了束流准直器,开展了真空材料解吸率测量研究;为了解决高放射性区域真空系统的维护问题,提出了自重密封结构,同时研制了充气膨胀密封法兰;为了进一步优化高精度环形谱仪真空度,开展低温极高真空系统研究。     

复合泵在医用重离子加速器上的应用研究

同步加速器是医用重离子加速器的主加速部件。考虑到其设计空间紧凑的特点及其真空系统的设计要求,采用将非蒸散型吸气剂泵(NEG)组件嵌入国产溅射离子泵(SIP)空腔内组成的复合泵作为真空系统的主泵。本文测试了复合泵的抽气性能,测试并估算了复合泵的H2饱和容量和再生周期,计算了同步加速器真空系统的压力分布。测试及计算结果表明:相比于SIP,复合泵对N2的抽速提高了20%,对H2的抽速提高了70%～100%,且具有更高的极限真空度,其再生周期为2年,压力分布能够满足同步加速器真空系统的设计要求。