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原子能科学技术杂志

杂志介绍

原子能科学技术杂志是由中国核工业集团有限公司主管,中国原子能科学研究院主办的一本北大期刊。

原子能科学技术杂志创刊于1959,发行周期为月刊,杂志类别为科学类。

  • 中国加速器驱动次临界系统常规磁铁的磁场测量

    关键词: 常规磁铁  霍尔测量平台  四极磁铁  励磁效率  

    为了延长靶的使用寿命以及提高质子束流的利用效率,中国拟建造加速器驱动次临界系统(ADS)。质子直线加速器的中能束流输运线共分为MEBT1和MEBT2两部分。这两部分共计20块常规磁铁,其中,MEBT1含6块四极磁铁,MEBT2含6块四极磁铁、4块阶梯场磁铁、3块校正磁铁和1块二极磁铁。霍尔测量平台目前已完成MEBT1四极磁铁和MEBT2四极磁铁和校正磁铁的...

  • 东方超环准稳态中性束注入装置束流限制器结构设计

    关键词: 中性束注入  高热流部件  束流限制器  结构设计  

    束流限制器是中性束注入(NBI)装置中典型的高热流承载部件,用来吸收束通道上发散的多余能量,其稳定运行能力对实现高功率NBI系统安全运行至关重要。结合东方超环准稳态NBI装置的运行要求,本文对该装置柬流限制器结构进行了初步设计,并基于FLUENT软件对偏转系统入口处束流限制器初步结构进行了稳态热分析。分析结果表明,初步设计方案在给...

  • EASTNBI强流离子源反向电子流沉积计算

    关键词: 反向电子吸收板  带电粒子螺旋运动  电子沉积  

    中性束注入是大型托卡马克聚变装置成功和有效的辅助加热方法。中性束核心部件长脉冲弧放电离子源发展的关键在于引出系统和弧室背板(反向电子吸收板)的冷却。将反向电子吸收板永久磁体磁场简化成喇叭形磁场,即可将反向电子向反向电子吸收板的运动简化为带电粒子在喇叭形磁场的会聚螺旋运动。通过简化模型对轰击反向电子吸收板的电子流在反向...

  • ADS注入器ⅡRFQ加速器研制及测试

    关键词: 动力学设计  射频设计  低功率测试  束流测试  

    ADS注入器ⅡRFQ加速器用来将10mA的质子束流从能量35keV提高到2.1MeV。该RFQ加速器的结构采用了美国SNSRFQ的设计,其横截面形状为正方形,采用π模稳定杆来增加腔体的高频稳定性。腔体冷态测试结果显示,其场平整度好于±0.01,无载Q值为13000。经长时间锻炼,腔体最终实现了连续波工作状态。在流强为10mA时进行了脉冲束流和连续束流的加载实验...

  • 医用回旋高频腔的初步设计

    关键词: 医用回旋加速器  腔体设计  microwave  studio  cst程序  品质因数  

    根据医用回旋加速器的物理要求,确定了医用回旋高频腔的具体结构设计方案。在加速电压较高、空间有限的情况下提升高频腔的品质因数,结构设计为1/2波长线的竖腔。为避免腔体在实际工作中由发热变形引起频率漂移,本次设计中采用微调环调谐结构来保证频率稳定度的要求。本文利用Microwave Studio CST程序对腔体的电磁场分布、品质因数Q0、表面...

  • 14GHz强流质子源的研制与调试

    关键词: 强流质子源  14  ghz  研制  调试  

    提出并初步研制成功一台利用14GHz微波产生强流质子束的离子源。2013年在搭建的实验平台上进行了初步调试。在40kV引出电压、200W及14GHz条件下,引出直流质子混合束流4mA,初步调试结果证明其工作机制和设计结构可行。本文对该质子源及其实验平台进行详细说明,并对实验结果进行讨论。

  • CSRm束流准直器模型腔设计

    关键词: 高能强流重离子加速器  柬流损失  准直器  真空材料解吸率  

    目前国际上的强流重离子加速器通常在机器中安装镀有低解吸率材料的束流准直器用于阻挡由于电荷态变化而损失的离子,降低解吸出的粒子数以维持真空系统的稳定。本文计划在现有的加速器冷却储存环主环(CSRm)上开展准直器模型腔测试、真空解吸率测量方面的研究。首先将介绍在CSRm上开展准直器系统研究的意义,其次根据实验室开发的损失率模拟计...

  • CPHS中强流质子源与低能传输线研制

    关键词: 微型脉冲强子源  质子源  低能传输线  强流脉冲束  归一化发射度  

    清华大学为微型脉冲强子源加速器注入研制了一套2.45GHzECR强流脉冲质子源和低能传输线(LEBT)系统。质子源采用四电极系统引出能量达50keV/75mA的混合束,经低能传输段实现匹配注入RFQ加速器。在LEBT出口处获得了高达50keV/60mA的质子束,使用Allison发射度探测器在第2诊断室测得均方根归一化发射度小于0.27πmm·mrad。本文介绍强流质子源...

  • CLS真空内插入件真空系统设计

    关键词: 真空内波荡器  真空内扭摆器  真空系统  

    上海同步辐射光源(SSRF)将为加拿大光源(CLS)研制2台真空内插入件,包括1台周期长度为20mm的真空内波荡器(IVU20)和1台周期长度为80mm的真空内扭摆器(IVW80)。其中,真空内扭摆器的最小工作气隙为5.2mm,该气隙下磁力达到86kN。为保证扭摆器内大梁在巨大磁力下的平面度和波纹管吊杆的安全,在内大梁的两侧安装了磁力平衡弹簧结构,ANSY...

  • 上海质子治疗装置同步环真空布局及真空室设计

    关键词: 质子治疗  真空  同步环  

    同步环是上海质子治疗装置的主要加速器,其周长为24.6m。环上各系统器件分布密集,机械安装空间紧张,动态真空度要优于1.33×10^-6Pa。在此前提下,真空器件布局和真空室结构要利于束流的均匀性、稳定性,并确保机械安装顺利以及将来运行维护便利。针对同步环物理布局紧凑的特点,真空布局上真空室尽量采用焊接连接,在满足要求的前提下尽量...

  • 基于薄膜开关的全自动快前沿高压方波发生器研制

    关键词: 全自动  方波发生器  薄膜开关  上升沿  脉宽  

    本文研制了一台基于薄膜开关的全自动方波发生器,设计了紧凑化低电感薄膜开关,分析了影响薄膜开关输出特性的因素,包括回路电感、阻抗、传输线长度、杂散电容、电感等对输出波形的影响;设计了自动换膜结构及基于触摸屏和PI。C控制的全自动控制系统。实测了方波发生器的输出波形,输出电压幅值2~8kV可调,前沿1.25ns,脉宽20~100ns可调。...

  • C-ADS项目RFQ加速腔的射频耦合器研制

    关键词: 耦合器  碗状陶瓷窗  阻抗匹配  rfq腔体  

    C-ADS项目的注入器ⅡRFQ加速腔射频耦合器是为该四翼型常温射频四极场(RFQ)加速器专门设计的一种高功率耦合器件,其主要特点是采用碗状陶瓷窗结构及合理的生产工艺,很好地解决了耦合器传输阻抗匹配问题。该耦合器主要由内外导体、陶瓷窗、耦合环及多路水冷却回路组成,并在陶瓷窗内表面电镀氮化钛涂层以降低由于次级电子倍增效应所带来的发...

  • 绝缘芯变压器型电子加速器控制系统研制

    关键词: 电子加速器  plc  控制系统  

    本文为低能绝缘芯变压器型电子加速器研制了一套控制系统。该系统融合控制、通讯和电力电子等技术,以SIEMENS S7-1200系列PLC为核心控制器、HMI为上位机对装置实时监控。软件采用基于TIA平台的STEP7编写的梯形图控制程序,各子系统单独控制,且系统间设有安全联锁。采用基于TIA平台的WINCC组态人机交互界面,整个系统操作简便,易于测试、维护...

  • 利用2TW激光器产生具有超小归一化发散角的准单能电子束团的实验和模拟研究

    关键词: 激光等离子体加速  粒子模拟  高品质电子束  

    利用2TW、80fs激光脉冲和等离子体相互作用,产生了能量为(23.0±0.8)MeV、电量为6pC的准单能电子束。该电子束的归一化发散角只有92mrad,较之前激光等离子体加速领域所获得的实验结果至少小了5倍以上。二维数值模拟结果显示,此结果的产生归功于加速机制上从自调制激光尾场加速向激光尾场加速的平稳过渡。

  • CSNS/RCS四极磁铁样机磁场仿真计算和谐波分析

    关键词: 四极磁铁  磁场谐波  opera  磁场测量  

    中国散裂中子源快循环同步加速器(CSNS/RCS)的四极磁铁共48台,分为4种孔径,每种孔径磁铁制作1台样机。目前4台样机磁铁已完成加工制造并进行了直流旋转线圈磁场测量。初步直流磁场测量结果显示,3台样机的部分磁场谐波分量超过了设计要求,需进行补偿。采用三维仿真软件OPERA进行建模,并进行磁场计算,分析了谐波超差的原因,确定了磁场补...

  • 中国散裂中子源漂移管直线加速器研制进展

    关键词: dtl  电镀  准直安装  真空  

    漂移管直线加速器(DTL)是中国散裂中子源(CSNS)直线加速器的主要部分,负责将脉冲流强为15mA的负氢离子从3MeV加速到80MeV,再注入到快循环同步加速器(RCS)中实现进一步加速。CSNSDTL由4节长度约9m的RF腔体组成,单节RF腔体由1台3MW的速调管提供功率。每节腔体又分为3段长约3m的机械腔体以便于加工和安装。DTL腔体和漂移管的研制是整个CSN...

  • 高质量分辨率分析磁铁磁场测量及垫补

    关键词: 二极铁  磁场测量  表面线圈  

    串列加速器升级工程在线同位素分离器(BRISOL)需对同质异位素进行分辨,谱仪设计质量分辨率为20000。本文介绍了BRISOL分析磁铁的磁场测量及垫补。为达到20000的质量分辨率,BRISOL谱仪采用由2块小铁和2块大铁组成的异能大、小铁结构消除能量色散。主分析磁铁磁场均匀性要求好于5×10^-5,采用表面线圈对磁场进行垫补。垫补后,好场区范围内积...

  • 电子辐照加速器束流扫描均匀化研究

    关键词: 电子辐照加速器  扫描磁铁  扫描不均匀度  三角波形  指数波形  

    本文对标准三角扫描波形产生的扫描不均匀度进行了理论推导,并给出了直观的图形函数。由于扫描磁铁感性负载的特性,其方波输入电压的扫描波形本质上应为指数波形,对其进行了理论公式推导,结果表明,指数波形的扫描不均匀度与标准的三角波形的扫描不均匀度是相同的。

  • HSC加速器的初步大功率加速实验

    关键词: rfq  ih结构  漂移管  混合型  重离子注入器  

    混合单腔(HSC)型直线加速器是将一段4杆型射频四极(RFQ)加速结构和一段交叉指(IH)型漂移管(DT)加速结构混合到一个IH型腔里,利用IH型腔体具有的低功耗加速梯度高的优点,使得整个IH型混合腔的加速功率效率较其他加速结构腔体的更高。本文进行了低功率测试和初步大功率C。’加速实验。结果显示低功率测试结果与计算结果吻合较好,初步的...

  • 强流重离子加速器中由于质子束流损失引起的次级辐射场计算研究

    关键词: 质子束  束流损失  次级辐射场  蒙特卡罗方法  fluka  

    本文利用蒙特卡罗方法计算了强流重离子加速器中质子能量在50MeV~12GeV能量范围内由于束流损失引起的真空管壁外的次级辐射场,分别就次级粒子的产额、能谱及角分布等方面进行了基本研究。本文的研究结果在束流损失探测器的选择、安装位置以及动态范围的确定上有着重要的参考价值,对于束流损失监测系统的建立有着极为重要的意义。同时,对于加...

  • 800kV/30mA电子辐照倍压加速器研制

    关键词: 电子加速器  倍压加速器  气体绝缘变压器  工频  

    本文介绍了一台由工频驱动并采用气体绝缘变压器的对称Cockcroft-Walton型800kV/30mA高压电子加速器的研制和调试。气体绝缘变压器和倍加回路均置于SF。压力钢筒内,相对于一般采用的油变,简化了馈电,缩减了整个设备的体积;采用工频供电,无需专门的前级驱动电源;电子枪供电通过专设的一组隔离变压器实现。经调试和改进,该加速器空载电压...

  • 100MeV回旋加速器质量控制

    关键词: 回旋加速器  质量  控制  

    100MeV回旋加速器是中国原子能科学研究院(CIAE)串列加速器升级工程(BRIF)中最主要的工艺系统,技术要求高,系统复杂,质量控制难度大。为保证回旋加速器顺利出束,采取了一系列管理和技术措施,保证回旋加速器的质量,尤其对主要的工艺设备(离子源、主磁铁、高频系统、真空系统等),在设计、制造、安装调试各阶段均采取了有效方法实施控...

  • 内离子源小型回旋加速器的调试

    关键词: 回旋加速器  离子源  磁铁  中心区  高频腔  调试  

    2007年底,中国工程物理研究院流体物理研究所开始研制内离子源小型回旋加速器,以服务于PET同位素生产制备。该加速器加速负氢离子,引出质子,设计能量为11MeV、平均流强为50μA。本文介绍该加速器的磁铁、高频腔、离子源的调试和整机的调试。调试结果表明,等时性磁场的积分相移为±9°,高频腔的Q值达到理论Q值的60%,半径60mm处负氢离子流强...

  • 微波功率源实验平台的控制系统研究

    关键词: 微波功率源  控制系统  驻波比保护  plc  labview  双层结构  

    清华大学加速器实验室搭建的微波实验平台,是由全固态调制器、速调管、微波波导等主要设备组成,用于微波功率合成及测量的综合性实验平台。为确保实验平台的安全稳定运行,考虑到实验室环境的具体要求,设计了PLC与LabVIEW组成的双层分布式控制系统。其底层仪器设备可直接通过PLC进行开断控制,具有操作简单、安全稳定的优势;在上层的工控机...

  • EPICS实现ECR离子源高压电源控制

    关键词: epics  ecr离子源  高压电源  record  

    本文在EPICS架构下设计了ECR离子源高压电源的控制逻辑结构,开发了支持其控制器的Record类型,完成了其IOC端的代码实现,实现了ECR离子源高压电源的控制并在现场运行。

  • 12C^3+离子束在HIRFL-CSRe上的初步电子冷却调试

    关键词: 电子冷却  离化损失  残余气体  离子储存环  

    非全裸离子在储存环内冷却储存时主要通过碰撞离化和辐射电子俘获进行损失。兰州重离子加速器(HIRFL)实验环(CSRe)调束发现,能量为122MeV/u的12C^3+离子束注入到CSRe后的存储寿命仅为6.6s,且电子冷却效果不明显。本文结合CSRe真空条件计算了12C^3+离子束的存储寿命及其电子冷却时间,确定了CSRe平均真空度为10“Pa量级是导致非全裸的1...

  • SSC-LINAC离子源气阀控制系统设计

    关键词: 气阀  精准位置  伺服控制  电机  epics  

    气阀是离子源的关键组件之一,目前气阀多采用电动方式调节进气量,而气阀控制系统的性能则直接影响束流的品质。正在建造中的SSC直线加速器(SSC-LINAC)离子源采用了先进的蒸发冷却技术,该离子源要求采用电机调节两个气阀的开度,实现位置的精准控制,且精度与可靠性均要高,稳定性要好。本文采用伺服电机为该离子源设计了具备精准位置控制的...

  • SSC-Linac离子源及束运线真空度读取方法

    关键词: compactrio  真空计  labview  epics  

    采用NI公司生产的CompactRIO 9022控制器、NI9114机箱以及NI9870RS232串口模块实现SSC-Linac离子源及束运线真空度的读取。真空计通过RS232协议返回的信息由CompactRIO解析,将解析出的通道状态信息与真空压力分别封装成不同的过程变量(PV),用户界面访问PV名称即可获取通道状态信息与真空压力。此方法已投入使用,运行状态稳定,为调束人员提...

  • 数字BPM信号处理器的研制进展

    关键词: 上海光源  bpm信号处理器  fpga  arm  亚微米  

    介绍了上海光源束测组自行研制的基于FPGA和ARM的一体化数字BPM信号处理器的进展,包括系统结构、关键技术创新、性能评估和下一步研究计划。该处理器是国内首台研制成功的BPM信号处理器,在研制过程中取得多项关键技术的突破,逐圈位置分辨率达到亚微米,与国际同类产品处于相同水平。目前,该处理器已完成第2版样机的研制,正进行进一步系统优...

  • 基于微分进化的CMAC的束流中心轨道自动校正算法研究

    关键词: 微分进化  小脑模型神经网络  电子加速器  

    在高压加速器的束流引出过程中,会出现束流中心轨道偏移的现象。本文基于小脑模型神经网络(CMAC)研究束流中心轨道的自动校正算法。CMAC在学习过程中,一般采用梯度下降法更新网络权值,学习率对收敛速度影响较大。提出采用微分进化算法对CMAC的网络权值进行更新,并与传统方法进行比较。实验表明,基于微分进化的CMAC学习算法,收敛速度更快...

  • 上海光源快速轨道反馈系统

    关键词: 快速轨道反馈系统  束流轨道稳定性  束流测量  

    上海光源是世界先进的三代光源,束流轨道的稳定性对用户实验至关重要。快速轨道反馈(FOFB)系统将一定带宽范围内的束流轨道扰动抑制在一定范围内,从而保证引出光源点附近束流轨道的稳定。本文对上海光源的快速轨道反馈系统进行介绍。上海光源快速轨道反馈系统为分布式的高速光纤实时反馈控制系统,采用了SVD算法计算广义逆矩阵,使用PI调节...

  • 积分式束流变压器的标定研究

    关键词: 积分式束流变压器  标定  基线漂移  基线修复  

    积分式束流变压器(ICT)是用来进行束团电荷量精确测量的束流测量设备,在使用前要进行精确的标定。本文对Bergoz公司生产的ICT进行标定研究,分析在标定中出现的问题。特别针对在输入脉冲重复频率增大时(MHz量级)出现的输出脉冲基线漂移问题进行研究,分析基线漂移产生的机理,并进行基线修复方法的研究。结果表明,进行基线修复后该ICT的输...

  • 用于电源检修的远程控制装置研制

    关键词: 磁铁电源  电流给定  远程控制  单片机  

    加速器磁铁电源由中央控制室通过电源的远程数字量和模拟量接口实现开关机和升降流,并长期运行在远程控制状态。为检修电源,本文研制电源检修用远程控制装置(简称装置),以能在电源厅本地通过远程控制接口实现对电源的控制,为电源的检修提供帮助。该装置采用单片机控制,矩阵键盘输入,清晰的人机界面显示结合高精度A/D和D/A芯片,实现操...

  • FEL太赫兹源电子束参数优化设计

    关键词: 自由电子激光  太赫兹波  波导约束光腔  电子束  

    讨论了电子束能散度、电子束发散度以及电子束脉冲长度等电子束参数对自由电子激光太赫兹源辐射增益的影响,并进一步考虑了波荡器真空室的约束作用,分析了其过模波导约束效应下,太赫兹辐射场与电子束纵向耦合及横向耦合的变化。结果表明,长波长时,波导约束将改善电子束的横向耦合,同时因波导效应将减慢太赫兹辐射场的传播速度有利于改善电...

  • 基于电光采样的自由电子激光太赫兹源相干检测研究

    关键词: 自由电子激光太赫兹源  相干检测  电光采样  电光晶体  

    为对华中科技大学一台在建的高平均功率、可调谐(1~10THz)的自由电子激光太赫兹辐射源进行高精度、全频段相干检测,设计了基于电光采样原理的测量方案,该方案具有响应速度快、灵敏度高、噪声小、测量带宽大等特点。通过理论计算分析,得到探测飞秒激光脉冲以及太赫兹脉冲的偏振方向与电光晶体晶轴方向的最优夹角,分析了探测飞秒激光与太赫...

  • FEL-THz束流收集器设计

    关键词: 束流收集器  fluent模拟  

    束流收集器是加速器末端吸收高能粒子束的主要部件。本文针对中国工程物理研究院正在研制的自由电子激光相干强太赫兹源(FEL-THz)装置8MV/5mA准连续电子束设计束流收集器,其内表面吸收平均功率达40kW。通过对收集器结构优化和四级磁铁对电子束扩束,将收集器长度控制在1.2m以内。优化收集器水冷结构及水流速度,使收集器的温度控制在355K,...

  • 负电子亲和势砷化镓光阴极热发射度测量

    关键词: 热发射度  砷化镓光阴极  高压直流电子枪  螺线管扫描法  

    作为未来高平均功率、高亮度电子源的重要材料之一,负电子亲和势砷化镓(NEA-GaAs)光阴极发射的电子束亮度一直以来都是国际上的研究热点。热发射度是电子束能够实现的发射度下限,测量热发射度有利于确定注入器能否提供高亮度的电子束。本文理论计算了NEA-GaAs光阴极热发射度数值范围,并基于中国工程物理研究院自由电子激光相干强太赫兹源(...

  • HLS注入系统top-off模式调试与研究

    关键词: 储存环注入  kicker电源  

    合肥光源(HLS)改造升级后,注入器实现了满能量注入的设计目标,储存环存储束流达到了300mA,同时注入系统采用水平局部凸轨注入系统,具备了top-off模式注入的基本条件。在准备阶段,测量分析了冲击磁铁时间抖动、冲击磁场的不均匀性等参数,并结合现场情况,提出了降低注入系统故障率的有效途径。通过调试与研究,微波功率源以及注入系统采...

  • 全固态功率放大器在加速器领域的应用研究

    关键词: 固态  射频  功率放大器  全反射  功率合成  

    为研究全固态功率放大器如何满足加速器对高频微波源的要求,促进全固态放大技术在加速器微波高频领域的应用,采用了理论分析计算和实际测试验证相结合的方法,研究了全固态放大器如何通过大功率合成、高效散热和快速保护等技术实现超大功率输出和抗全反射的适配能力,证明了全固态放大技术在加速器领域的适用性、优越性。另外,通过在脉冲和连...

  • HIAF-CRing俘获方式研究

    关键词: 纵向运动  俘获  模拟  绝热俘获  

    在研究强流重离子加速器装置(HIAF)纵向运动特性的基础上,对压缩环(CRing)内重离子的俘获方式进行了模拟研究。选取由增强器(BRing)注入的能量为800MeV/u、动量散度为±5×10^-4的238U34+典型离子,利用纵向动力学方向的粒子追踪软件ESME,分别模拟了不同俘获电压曲线下的俘获过程。通过对俘获结果的比较,选取了其中最为高效的俘获方式...

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