H桥斩波电源的小信号数学模型及其数字化控制器的实现

概括了加速器H桥非隔离式电源的运行原理与特点,在简化运行方式基础上建立了理想状态下电源连续工作模式的数学模型,并给出了仿真分析结果,介绍了基于TMS320F2808MCU实现的数字化电源控制器结构.     

千兆电子伏重离子加速器——兰州冷却储存环

能量达千兆电子伏的兰州重离子加速器冷却储存环HIRFL-CSR,是一个集加速、累积、电子冷却及内外靶实验于一体的多功能双冷却储存环同步加速器系统,由主环CSRm和实验环CSRe构成,并以兰州重离子回旋加速器系统HIRFL作注入器。CSR将重离子束的能量从兆电子伏提高到千兆电子伏,同时利用空心电子束冷却技术将束流的动量分散及发射度降低1~2个数量级,并提供多种类的高电荷态重离子束以及放射性次级束(RIBs),以开展更高精度的物理实验及更广范围的应用研究。兰州冷却储存环于2006年建成并投入运行,实现了剥离注入与多圈注入、空心电子束对重离子束的冷却与累积、变谐波宽能区同步加速、等时性环型谱仪、RIBs的产生与收集以及重离子束的快慢引出,并实现了高能重离子束的空心电子束冷却,使得重离子束的动量分散降低到10^-5量级,而发射度收缩到0.1πmm•mrad以下。同时,完成了短寿命近滴线核素的高分辨质量测量物理实验及高能重离子束深层治癌的临床应用实验。     

加速器束流传输的三阶象差与人工智能

K. L. Brown的束流传输理论是一个指导加速器束流传输系统设计的一阶及二阶矩阵近似理论,忽略了三阶及三阶以上的象差。最近我国发展了一个新方法,给出普遍的带电粒子光学系统任意阶象差系数的解析公式,适用于任意粒子光学系统,比如加速器、电子显微镜、集成电路暴光设备等。这个新方法,将Brown的束流传输理论扩展到三阶象差效应,并且借助于一个在IBM-PC286或386计算机上实现的Turbo-Prolog人工智能程序自动地输出所有的三阶象差系数解析公式。     

兰州重离子加速器冷却储存环主环加速过程的束流反馈

正在建设中的兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）主环用于束流的加速。在加速过程中,为了保证束流的谐振加速,须准备2个束流反馈环(相位反馈环和束流径向位置反馈环)来保证主导磁场与高频频率的同步。本文基于Laplace变换及数值计算结果，分析了束流反馈环对同步加速器中束流动力学行为的影响。     

HIRFL-CSR束流加速过程的模拟

考虑储存环内离子在纵向相空间的运动特性,模拟了ＨＩＲＦＬ－ＣＳＲ主环内重离子的加速过程。给出了粒子不同时刻在纵向相空间的分布,在给出主磁场的运行模式后,得到高频率频率、同步相位、高频电压、束流长度、动量散度以及粒子能量随时间的变化等主要参数。     

SFC引出磁通道

在原有的ＨＩＲＦＬＳＦＣ引出系统基础上，设计了两个无线圈磁通道。一个通道将ＳＦＣ边缘场改变成正梯度的线性分布场，使引出束流在径向聚焦；另一个通道屏蔽一部分边缘场，使引出束向大半径方向偏转；此外，还设计了１２０°对称的假磁通道，以平衡磁通道给ＳＦＣ带来的一次谐波扰动场。实际的测磁结果表明，磁通道达到了设计的理论要求。此设计完善了ＳＦＣ束流引出系统。     

重离子同步加速器中剥离累积时碳膜对束流的影响研究

治癌专用重离子加速器HITFiL中同步加速器的注入系统采用了剥离注入方式。剥离膜的存在使束流克服了刘维定理的限制从而累积达到较高流强,但粒子多次穿越剥离膜也会造成束流损失并使得束流品质变坏,其中包括:1)粒子从膜原子中俘获电子使粒子电荷态发生改变而导致束流损失;2)剥离膜对束流的多重库仑散射导致束流发射度增长;3)束流在剥离膜中的能损及能量岐离导致束流中心动量减少并使得动量分散增长。本文通过研究剥离注入过程中粒子与物质的相互作用规律,用蒙特卡罗方法建立了剥离膜与粒子的作用模型,在对ACCSIM程序改进的基础上研究了剥离膜对束流的影响。     

加速器中磁场矢函的3种展开形式

用正则变换、复平面展开、泰勒展开3种不同的方法对磁场矢函的表达式进行推导，得出3种磁场矢函表达式。对3种磁场矢函表达式进行了比较分析。在一定的条件下，3种表达式可以写成统一的表达式。在实际的研究中，可根据具体情况选择适当的表达式。     

53.667 MHz重离子RFQ的不稳定性研究

采用多粒子跟踪程序BEAMPATH对53.667 MHz RFQ进行模拟计算,基于RFQ腔体冷测、机械测量的结果,在考虑其入口束流不稳定性、电压不平整度、高频系统稳定度、加工误差、安装误差等因素的情况下,对RFQ的出口束流品质和不稳定性进行了系统分析。结果表明,在现有的加工、安装水平下,提高RFQ入口束流稳定度和高频系统稳定度对束流在RFQ中的传输十分必要。     

兰州重离子加速器冷却储存环高频加速系统

文章介绍兰州重离子加速器冷却储存环主环用于加速粒子的高频加速系统。加速系统的频率范围为0. 25~1.7MHz，最高峰值电压为8.0kV。高频腔体的固有谐振频率通过调节绕在腔体加载的铁[JP2]氧体材料上的偏磁电流来改变，所加载的铁氧体材料为600HH。高频腔体内的真空度达到3×10^-9Pa，高频发射机的最大输出功率为30kW，高频系统的控制采用基于PCI总线技术，它提供所有高频系统控制及监测功能。