HIRFL-CSR主环慢引出设计

对HIRFL CSR工程的主环(CSRm)的共振慢引出进行了设计,并采用 Winagile程序对引出过程进行了初步的计算机模拟。主环慢引出采用幅度和动量选择引出机制,其引出通道和快引出通道相同。采用了1/3整数共振慢引出机制来获得约 1 s 的较均匀的引出束流,该引出束流的水平发射度小于 1πmm·mrad。

兰州重离子加速器冷却储存环束流累积研究

对兰州重离子加速器冷却储存环加速器主体的主要功能环——主环的束流累积方法和设计进行了研究 .为了使主环对不同种类的重离子束流都具有较强的累积能力 ,在设计时考虑采用电子冷却参与下的两种束流累积方法 :多次多圈注入和射频堆积 .对这两种方法 ,电子冷却的冷却时间都是将束流累积到高流强的关键因素 .

非对称大角度矩形切割磁铁杂散磁场的影响

切割磁铁是环型加速器常用的注入引出元件之一,其在非偏转方向上对束流的影响,直接关系到注入引出束流的轨道匹配。对大角度非对称矩形切割磁铁杂散磁场的影响进行了分析,指出其在非偏转方向上对束流有一定的偏转量,而且此偏转量是不可忽略的。另外,介绍了HIRFL-CSR主环注入切割磁铁对注入轨道匹配的影响,并提出了一种补偿方案,进行了初步的补偿。

泰克频谱仪IQT文件的后台处理及在电子冷却实验中的应用

泰克实时频谱仪存储的IQT格式数据文件的特殊结构给后期实验数据处理带来不便。分析了IQT文件的存储结构,说明了泰克实时频谱仪的IQT格式数据文件的后台处理过程,通过数学方法提高了文件中频变弱信号的强度;通过对频谱仪实验数据进行数学处理,得到了兰州重离子加速器冷却储存环36 Ar18+离子束的纵向电子冷却力大小随离子-电子相对速度的变化曲线。该处理方法弥补了频谱仪离线分析软件的局限性。

兰州重离子冷却储存环工程

兰州重离子加速器冷却储存环是兰州重离子研究装置的后续工程 .它的建造目的是将重离子束的能量提高到 1 Ge V/u附近 ,同时利用储存环电子冷却技术将束流品质提高一个数量级 ,并提供更多种类的重离子束 ,以开展更广范围和更高精度的物理实验 .兰州重离子加速器冷却储存环是一个双储存环系统 ,由一个主环和一个实验环构成 .对其总体布局、总体参数、主要功能进行了介绍 .

兰州重离子加速器冷却储存环

兰州重离子加速器冷却储存环HIRFL-CSR,是一个多用途、多功能的双冷却储存环同步加速器系统,由主环CSRm和实验环CSRe构成,并以兰州重离子级联回旋加速器HIRFL作注入器。CSR利用高频变谐波的方法,将重离子束的能量从7-25 MeV/u同步加速到200-1 000 MeV/u,同时利用重离子储存环中空心电子束冷却技术将束流品质提高1个数量级,并通过储存环的快引出及慢引出,提供多种类的重离子束以及放射性次级束（RIBs）,以开展范围更广精度更高的物理实验。该装置于2007年投入运行,已取得了重要的运行结果,如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的产生收集与ToF高分辨质量测量以及高能重离子束的变能慢引出等。摘要：兰州重离子加速器冷却储存环HIRFL—CSR，是一个多用途、多功能的双冷却储存环同步加速器系统，由主环CSRm和实验环CSRe构成，并以兰州重离子级联回旋加速器HIRFL作注入器。CSR利用高频变谐波的方法，将重离子束的能量从7～25MeV／u同步加速到2001000MeV／u，同时利用重离子储存环中空心电子束冷却技术将束流品质提高1个数量级，并通过储存环的快引出及慢引出，提供多种类的重离子束以及放射性次级束（RIBs），以开展范围更广精度更高的物理实验。该装置于2007年投入运行，已取得了重要的运行结果，如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的产生收集与ToF高分辨质量测量以及高能重离子束的变能慢引出等。

重离子治癌装置研究

介绍了重离子治癌装置的最新发展状况 ,比较了两类典型的旋转机架的结构及光学特性 ,给出了离子光学的限制条件 .设计了一台桶形机架 ,为兰州重离子冷却储存环应用于医学治疗进行了预研 .

兰州重离子冷却储存环束流踢轨控制系统

踢轨系统是一种以快速脉冲方式工作的以高压大电流驱动的特殊二极磁铁系统,用于环形加速器的束流注入和引出。简要介绍了在兰州重离子加速器冷却储存环上采用ARM+DSP+FPGA技术实现踢轨控制时序的方法,时间控制精度达ns量级。ARM主要控制信号的网络通讯,踢轨系统的时序精度控制主要由DSP结合FPGA技术完成。远程时序控制信号均通过光纤传输,同时对踢轨电源的电压给定采用信号隔离器及铁氧体以抑制脉冲干扰。经现场测试,系统可以安全稳定地实现束流踢轨的控制要求。

RIBLLⅡ与CSRe中束流控制系统的设计

介绍了兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)的实验环CSRe以及次级束线RIBLLⅡ中束流控制系统的设计。该系统主要采用了Java,COM,Oracle,ARM,DSP,FPGA等技术实现了对磁铁电源的实时、同步控制,已达到对束流的控制。该系统已经运行于现场的束流调试中,并在RIBLLⅡ的束流调试中运行正常、性能稳定。

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。

兰州重离子加速器冷却存储环慢引出控制系统

兰州重离子加速器冷却存储环为了进行深层重离子治疗肿瘤的实验,需要长时间、均匀地慢引出束流至高能束运线,以满足深层重离子治疗肿瘤的束流要求。慢引出控制系统采用加速器控制系统的同步时间信号来进行同步控制以实现整个过程控制;当加速器控制系统的同步事例的同步触发信号进行触发控制以及数据切换(频率值、tune值、电压幅值),波形发生器通过这三个数据信息产生相应的波形及进行放大器放大并控制静电偏转板以实现束流RF-KO方式慢引出。慢引出控制系统的同步事例接收器主要由FPGA与光纤接口组成,实现同步事例的高速稳定传输与强抗干扰性。深层重离子治疗肿瘤的正常运行以及冷却存储环已实现104 s超长周期的慢引出实验表明,慢引出控制系统能实现实验束流需求的慢引出。

HIRFL-CSR Tune值测量系统

兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)工作点(Tune)测量系统已投入调束运行。采用FFT测量法,用白噪声信号做激励源,经功率放大并通过同轴开关切换将激励信号加载到垂直或水平的对称极板上,通过位置检测器(BPM)采集束流信号。将BPM两极板感应到的束流信号分别经前置放大器放大,再通过相位相差180°的合路器将差信号送入实时频谱仪进行傅里叶分析,从而计算出Tune值。本文主要介绍HIRFL-CSR工作点测量原理、系统构成以及测量结果。

分离扇回旋加速器的接受度及效率

以9.7MeV/u的238U36+,5.62MeV/u的70Zn10+为典型离子,分析并模拟了分离扇回旋加速器(SSC)的注入、加速和引出,得到了SSC在理论等时场下横向和纵向的接受度。为了研究SSC在实际情况下的接受度,在实测场的基础上采用Kr-Kb方法以及Lagrange插值方法建立了与实际比较符合的等时场,计算了该等时场下SSC横向和纵向的接受度,发现了导致SSC实际接受度和传输效率低的主要原因在于注入系统中的MSI3元件和引出系统中的MSE3元件设计存在缺陷。模拟结果显示,通过改变MSI3和MSE3的曲率或者垫铁改变元件内部的场分布可以改善SSC的实际接受度和传输效率。

CSR切割磁铁设计

兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL CSR)由一个主环(CSRm)和实验环(CSRe)构成.两个储存环的束流注入与引出都需要借助于切割磁铁的导向来完成.介绍了CSR的切割磁铁的物理设计和二维场计算.

兰州重离子加速器冷却储存环kicker磁铁设计

介绍了兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)CSRm引出kicker磁铁的物理设计、参数计算以及结构设计和加工。为了减小电感,使上升时间达到要求,CSRm引出kicker磁铁采用分布式的传输线方案,同时将无感电容与磁铁并联以满足匹配的问题。磁铁用单匝线圈和铁氧体铁芯来降低电感、减少涡流损耗,并采取两台电源成对供电、导体一端共地的结构形式消除杂散电感和轴向场,这种方式不但消除了过桥的不利影响,而且可通过调节导体间距离方便的调节磁场均匀区宽度和磁铁电感。完成设计后磁铁电感小于1μH,在140 mm范围内磁场均匀度好于±0.5%,最高磁场达到0.038 T,最大峰值激磁电流约为2.5 kA。

兰州重离子加速器冷却储存环主环二极铁电源设计

主环二极铁电源是兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)工程的关键设备和指标要求最高的一台电源,采用了独特的拓扑和控制策略。为满足峰值功率3.15MW(3kA,1.45kV)的输出能力和快脉冲要求,采用了晶闸管整流并联脉宽调制补偿单元的主电路拓扑结构和特殊的控制方式,这套综合方案确保电源满足了全部技术指标。本文介绍了该拓扑结构的原理和优势,讨论了为满足±2×10-4的跟踪误差的要求而采用的控制拓扑和双基准给定的原理,并简介了调试过程和近年来的运行和改进情况。

HIRFL—CSR电子冷却装置的电子枪设计

从理论上推导并分析了绝热加速原理，进而应用改进的ＥＧＵＮ程序对ＨＩＲＦＬ—ＣＳＲ冷却装置电子枪进行了模拟设计．给出了电子束的横向温度随电极结构和螺线管纵向磁场的变化情况．计算结果表明：在冷却装置的整个工作能量范围内，可以获得横向温度低于０．１ｅＶ的电子束．

HITFiL同步加速器剥离注入(英文)

一台新的治癌专用加速器HITFiL正在设计和建造中,其中一台同步加速器为其主加速器,以高紧凑性、高可靠性和低成本为设计目标。同步加速器的注入系统采用剥离注入方式,剥离注入与单圈注入方式相比能达到较高的注入效率,而其造价明显低于多圈注入加电子冷却的注入方式。治癌采用碳粒子束,从ECR离子源产生的C5+离子经过回旋加速器预加速后在同步加速器注入点处剥离成为C6+注入到环里。详细阐述了该注入系统的设计方案,并对整个注入过程进行了计算机模拟。在模拟过程中,对束流的注入效率、束流损失机制和粒子数增益进行了研究,得到了实空间和相空间的粒子分布和发射度增长趋势,得到了满足要求的束流流强。

访问Oracle大对象数据的技术及实现

主要介绍了在兰州重粒子加速器(HIRFL)Web网络数据库架构下,设计开发存取LOB(大对象)类型数据的COM组件接口,以此详细说明访问OracleLOB数据的技术和特点。

重离子加速器束运线数据库系统设计优化

描述了兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)束运线电源参数数据库系统的设计优化。依托HIFEL-CSR的主数据库系统Oracle,设计了电源电流的读取界面,实现电源的实时监控,建立了新的电源参数数据库分系统,并实现了Oracle数据库系统和Access数据库系统的数据互存,建立了方便的参数打印、查询界面。