大面积均匀轫致辐射场模拟及其源设计

基于蒙特卡罗方法建立了单环及双环平行电子束轰击钽靶模型,以此模拟环形二极管产生轫致辐射场的过程。模型选用电子束能量为1.5 MeV,钽金属靶厚度为200μm,并采用探测器计数方法对单环电子束在靶后10 cm产生的轫致辐射场剂量进行模拟研究。对于单环二极管结构,环内径是影响靶后轫致辐射场均匀性的主要因素,内径越大,中心剂量均匀性越差。相比环内径,环宽则主要影响辐射场的剂量大小,对于均匀性的影响较小。当单环内径为19 cm、外径为20 cm时,能得到最大面积为2 290.221 cm^(2)的均匀辐射场。双环二极管结构对比单环结构能得到更大面积的均匀辐射场。但外环环径的变化会导致辐射场剂量分布出现多级峰值,同时对辐射场各个区域的均匀性造成影响。模拟结果表明,通过在上述单环结构外侧添加内径为43.5 cm、外径为44.167 cm的同心外环,可将满足均匀度要求的辐射场面积增大至7 238.229 cm^(2)。

Tesla变压器型电子束加速器初步实验

介绍了一种Tesla变压器型的强流电子束加速器。当变压器初级输入20kV左右的电压时,加速器二极管输出电压500kV,电流9kA,信号脉宽大约50ns,该装置具有结构简单,安装方便,运行可靠等特点。

变间距光栅刻线密度的测试精度分析

介绍了衍射法测量变间距光栅线密度的测量系统。该测量系统由激光器、准直镜、光栅转动台（含角度测量仪）、直线工作台、光栅调节架、探测器和待测光栅组成。分析了系统中各种误差对测量精度的影响，以及变间距光栅参数的变化对光学系统的影响和补偿办法。计算表明，该系统的测试精度满足光束线对光学系统的性能要求。

强脉冲超硬X射线产生技术研究

分析了利用强流脉冲电子束轫致辐射产生强脉冲超硬X射线的几种主要技术途径的特点,以及提高超硬X射线产额的方法;利用MCNP软件计算了电子能量在0.4～1.4 MeV范围内,超硬X射线产生效率与钽辐射转换靶厚度的关系曲线;介绍了在'强光一号'加速器上开展产生强脉冲超硬X射线实验方法与实验结果,获得了3种强脉冲超硬X射线:脉冲宽度约35 ns,输出窗面积约50 cm2,能量密度为5～7 J/cm2;脉冲宽度约35 ns,输出窗面积约50 cm2,能量密度为12 J/cm2;脉冲宽度约35 ns,输出窗面积约500 cm2,能量密度为1 J/cm2.

“神龙一号”加速器聚焦磁场准直

“神龙一号”是一台正在建造中的脉冲强流加速器。这台加速器的主体由 72个直线感应加速腔和 18个用于测试和真空泵接口的多功能腔组成。为获得高品质的电子束流 ,减小发射度的增加 ,抑制corkscrew的增长 ,聚焦磁场的磁轴准直精度要求很高。在使用激光跟踪仪对机械轴进行准直的前提下 ,脉冲悬丝技术被应用于准直加速段聚焦磁场 ,并在磁轴准直测试的同时对磁场固有倾斜偏差 (tilt)进行初步校正。介绍和讨论了测试方法 ,测试精度以及测试结果。

一维晶化束的辐射能损与束流冷却

用Jacobian椭圆函数求解了一维晶化束的非线性动力学方程,并用第一类全椭圆积分表示了粒子振动周期。在经典物理学框架内,讨论了储存环中作相对论运动的带电粒子的辐射能损,以及由于辐射能损导致的束流冷却。结果表明,由于辐射损失束流将进一步冷却。

北京同步辐射软X射线装置与软X射线探测器标定

简单介绍了２套北京同步辐射软Ｘ射线装置，主要用于软Ｘ射线光学元件测量和软Ｘ射线探测元、器件的标定。给出了在软Ｘ射线测量装置上计量标准和探测器标定方面的研究结果。

直线感应加速器机械轴精密对中方法

介绍了大型直线感应加速器机械轴精密对中安装方法和工艺。直线感应加速器由多个组元连接而成,总长几十m。采用激光跟踪仪并配以全站仪、水准仪进行准直测量,再用专门设计的高精度调节机构调节,可使机械轴的准直达到较高的精度。分析了准直安装各步骤能达到的精度,研究了几十m长机械轴准直控制测量网的建立和理论坐标值的修正。

半导体器件单粒子效应的加速器模拟实验

着重描述了应用加速器开展半导体器件的单粒子效应实验研究的方法。采用金箔散射法可以降低加速器束流几个量级 ,从而满足半导体器件单粒子效应实验的要求。研制的弱流质子束流测量系统和建立的质子注量均匀性测量方法解决了质子注量的准确测量问题。实验测得静态随机存取存储器的质子单粒子翻转截面为 1 0 -14 cm2· bit-1量级 ,单粒子翻转重离子 LET阈值为 4～ 8Me V· cm2 /mg,重离子单粒子翻转饱和截面为 1 0 -7cm2·

新概念介质壁加速器

本文介绍了一种新型加速器概念,介质壁加速器(DWA-Dielectric Wall Accelerator),及它的发展状况和关键技术。介质壁加速器是二十世纪九十年代由美国G.Caporaso等人提出来的。它是在新型的开关技术、绝缘技术和传输线技术的基础上,提出的一种新型高效加速器概念。相对于直线感应加速器,它用介质壁代替原有的导电壁,取消了漂移段,由多个连续分布的具有高压电场间隙的介质壁组成一个连续加速腔。高沿面强度绝缘、非对称脉冲形成线和快速低抖动闭合开关是实现DWA的关键技术,文中叙述了相关的技术发展和可能的解决方案。这种新型加速器的实现,将可以推动加速器技术进入一个新水平,具有划时代的意义。

磁绝缘传输线电流损失的计算方法

磁绝缘传输线电流损失的计算方法是丝阵Z箍缩电路模拟的关键问题之一。以传输线模拟方法TLCODE为基础,将磁绝缘传输线分成若干段有损传输线单元,每个单元由一段无损传输线及一个对地损失电阻组成,根据磁绝缘准则判断单元的磁绝缘状况,磁绝缘形成之前损失电流由空间电荷限制流与传导电流的定量关系来计算,磁绝缘形成之后则根据阻抗匹配关系及流动阻抗模型来计算;同时将丝阵负载内爆动力学方程与TLCODE表达式、流动阻抗方程进行耦合,可求解磁绝缘传输线、丝阵负载在电压脉冲作用下全时空域的动态响应特性。

北京同步辐射 3B1 束线软 X 射线光源及探测器灵敏度标定

本文简单介绍了北京同步辐射装置３Ｂ１束线软Ｘ测量装置的结构与概况，从单色器能量分辨、绝对光子通量及出射光强线性三个方面对该装置光源特性进行了系统的研究，初步建立了标定用辐射场，并为用于惯性约束聚变（ＩＣＦ）的软Ｘ射线探测器进行了灵敏度标定，得到比较理想的结果。

电子束与复合靶作用后辐射特性的数值模拟

建立了复合靶的蒙特卡罗粒子输运计算模型,以"闪光二号"加速器为电子束源,模拟了电子和光子在不同材料中的输运规律,研究了钽和聚乙烯组成的复合阳极靶对辐射X射线场的影响。模拟结果表明:随着钽厚度的增加,辐射X射线平均能量增大,能量转换效率先增大后减小;聚乙烯可明显减小辐射场中的电子份额。当钽和聚乙烯的厚度分别取20μm、3mm时,辐射场中平均光子能量为102.68keV;光子总能量为88.62J,远大于电子总能量0.02J;X射线能量转换效率为0.57%。根据数值模拟结果和实验条件设计了复合靶,计算和测得的X射线平均能量分别为108和121keV,二者符合得较好。

静态随机存储器单粒子翻转效应的二维数值模拟

采用MEDICI二维模拟软件对静态存储器SRAM的单粒子翻转(SEU)现象进行了计算。对MOSFET漏区模拟得到的结果与电荷漏斗模型相吻合,表明所建立的物理模型的正确性。通过输入不同粒子的线性能量传输LET值,得到了某一结构器件的收集电荷与LET值的关系曲线,并给出临界电荷7 73×10-14C。

低温恒温器设计

文中所述低温恒温器(cryomodule)主要用于近物所ADS注入器Ⅱ超导直线段,可以将粒子能量加速到10MeV。该低温恒温器包含β=0.09的162.5MHz HWR型超导高频腔、超导螺线管及cold BPM等冷质量部件,工作温度为4.2K,工作压力为1.2bar,冷却介质为液氦/氦气。超导腔及螺线管采用同一冷却回路,低温恒温器的设计满足超导腔的使用要求。

5FW软X光胶片响应在同步辐射源上的实验标定

介绍了５ＦＷ软Ｘ光胶片在同步辐射源上进行响应标定的一种实验方法，得到了５ＦＷ软Ｘ光胶片对波长为１．４７ｎｍ和４．５９ｎｍ软Ｘ光的相对响应实验曲线。

CSNS反角白光中子实验终端本底及中子准直系统模拟计算

散裂中子源可产生白光中子,具有中子注量率高、热功率小、可脉冲化等优点,其应用十分广泛。其中一个重要的应用是核数据测量。目前,中国缺少白光中子源,因此一直没有开展基于白光中子源的核数据测量工作。目前在建的中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)的反角中子束线,在距散裂靶80 m处的中子强度约为9.25×106n·cm-2·s-1,时间分辨率为0.3%-0.9%,能够较好地用于核数据测量工作。本文介绍了该白光中子束线及实验终端的概况,并重点介绍该实验终端本底计算结果、中子准直系统和束斑参数。通过计算结果得出,CSNS反角白光中子源物理终端具有较低的实验本底和较好的中子束斑,可以开展较高精度的核数据测量工作。

BEPC横向阻尼时间的测量

利用逐束团测量系统在BEPC储存环中跟踪单个束团得到其多圈位置振荡信息,获得BEPC储存环的横向阻尼时间与束流流强、色品、八极子和束流能量的关系,并通过分析得到了BEPC储存环辐射阻尼时间为52 ms。实验结果表明:流强越高、色品越大,阻尼率也就越大;束流流强为4.7 mA时八极子强度的变化对阻尼率没有影响;束流流强为5 mA时,阻尼率随束流能量升高而减小。

强流二极管产生大面积脉冲X射线参数计算

利用二极管的电压电流波形计算了电子束参数,建立了串级二极管和四路并联二极管阳极靶蒙特卡罗粒子输运计算模型,给出了两种情况下轫致辐射X射线场参数。结果表明:阳极靶厚度增加时,轫致辐射X射线平均能量增大,而能量转换效率先增大,后减小;距离串级二极管和四路并联二极管阳极靶5cm位置处,X射线注量分别为76.50,3.74mJ/cm2;光子平均能量分别为81.13,60.77keV;半径为12cm的圆面上,串级二极管X射线剂量呈马鞍形分布,均匀性为1.70∶1;边长为52cm的正方形平面上,四路并联二极管X射线剂量均匀性小于6.30∶1;电子束轫致辐射转换效率分别为0.29%,0.32%。

四路并联二极管辐射X射线场参数计算

利用二极管的电压、电流计算了发射电子束能谱参数,建立了四路并联二极管阳极靶蒙特卡罗粒子输运计算模型,给出了辐射X射线场参数;将四路并联二极管的每个二极管划分为若干小单元,将其作为点源,采用数值积分的方法计算了辐射X射线剂量分布,并分析了空间不同位置处每路二极管对剂量的贡献。结果表明:真空中,距离四路并联二极管阳极靶5cm位置处,X射线注量为3.55mJ/cm2,光子平均能量为62.18keV,120keV以下的光子占辐射X射线谱总能量的81.84%,电子束转换效率为0.30%;在2 700cm2范围内,中轴线和对角线上的剂量均匀性分别为3.20和6.31;在2 000cm2范围内,中轴线和对角线上的剂量均匀性均小于2。