模拟压控移相器(英文)

介绍了利用铁氧体磁环制作窄带 3dB耦合器的原理和方法 ,详细分析了利用此耦合器设计制作模拟压控移相器的理论和制作技巧 ,以及所制作的多种频率的压控移相器的测试技术指标和实际运行情况。

整体分离环RFQ加速器的研究

阐述了北京大学整体分离环高频四极场（ＩＳＲＲＦＱ）加速器研究所取得的研究成果．分别论述了２６ＭＨｚ３００ｋｅＶＩＳＲＲＦＱ加速器结构、束流动力学设计、高频控制系统、束流试验装置及束流试验；分析了其对Ｎ＋、Ｏ＋、Ｏ－束流试验的研究结果；简述了２６ＭＨｚ１ＭｅＶＲＦＱ加速器束流动力学。

镍合金中铝基残芯的中子标记成像检出灵敏度

航空发动机叶片的型芯残留检测是铸造过程中的一项重要环节,与发动机叶片的工作安全性紧密相关。由于X射线难于透过镍基底发动机叶片,中子的高穿透性使中子成像在发动机叶片检测上更具优势。本文将中子标记成像运用于残芯检出,通过理论计算和中子成像实验探究了中子标记成像对简单结构镍合金中残芯的检出能力。结果表明,中子标记成像适用于简单结构的残芯检出,并具有很高的灵敏度。

RFQ加速装置同时加速同荷质比正负离子的理论与实验研究

提出用RFQ加速器同时加速同荷质比正负离子的理论 ,并利用现有的RFQ加速装置进行了实验验证。初步结果表明 :采用这一方法可有效提高RFQ加速装置的载束能力。

BNCT中子源用RFQ加速器

分析了加速器作为硼中子俘获治疗(BNCT)中子源的优势,提出以射频四极场(RFQ)加速器作为BNCT用中子源的首选机型。对该RFQ的参数进行了选择,利用质子轰击锂靶近阈反应产生的前冲中子束能散低、散角小的优势,设定RFQ最终能量为1.9 MeV。采用"匹配均温"设计方法进行了此强流质子RFQ的束流动力学设计,并对设计方案进行了传输模拟,在入口归一化均方根发射度为0.25 mm.mrad、流强为100 mA时,束流传输效率为99.3%。选择合适厚度的锂靶,经过整形即可得到满足BNCT治疗需要的中子束。

RFQ电极参数计算和加工程序——RFQPOLE

介绍了RFQ加速器电极参数计算程序FRQPOLE。该程序可以直接调用RFQ束流动力学计算程序PARMTEQ的输出文件 ,采用准正弦近似求出加速器电极极面参数随纵向位置z的关系。然后以北京大学 2 6MHz 1MeVO+ 的微翼型RFQ电极为例进行了计算 ,求解出电极极面参数后给出直观的电极图形和铣刀模拟加工过程。

四杆型射频四极场加速器的极间电压调谐及测定

为了提高射频四极场加速器(RFQ)的束流传输效率,需要对纵向分布不均匀的极间电压进行补偿,并且准确测量束流实验中极间电压的绝对数值。考虑到极间电压分布不均匀是由于分布电容和端部效应造成的,而采用调谐块可以调节分布电感,通过电磁场数值模拟研究了调谐块对极间电压分布的影响,最终极间电压的平整度被调整到优于95%。在束流实验中,通过测量轫致辐射谱测定了极间电压的数值,通过束流动力学模拟研究了多能峰产生的原因,并最终标定了70kV极间电压对应的输入功率值284kW。

北京大学RFQ加速器研究进展

北京大学在20世纪90年代末成功研制了1台整体分离环重离子射频四极场(RFQ)加速器ISR-1000,近年来经升级后它可提供1 MeV/2 mA氧离子束流。为提高RFQ加速器在较高能量下的加速效率,北京大学提出并正在研制1种新型分离作用RFQ加速结构(SFRFQ),所建造的加速腔实验样机可与ISR-1000构成组合加速系统,将mA级氧离子加速到1.6 MeV。北京大学参与了"973"项目350 MHz四翼型强流质子RFQ加速器的研究,并研制了1台全尺寸无氧铜工艺腔。北京大学还计划在近年内建造1台中子源用201.5 MHz2、MeV/50 mA微翼四杆型氘离子RFQ加速器。

应用于离子注入的RFQ加速器

射频四极场(Radio frequency quodrupole,RFQ)加速器是一种非常适于用作MeV级能量离子注入的加速器。它具有束流强、体积小、使用方便、离子源处在地电位,还可同时加速正、负两种离子等优点。本文介绍了RFQ加速器在国际上的发展状况及其基本原理、北京大学研制的1 MeV RFQ加速器的具体结构、性能以及一种新型RFQ-SFRFQ组合加速器的特点。

四元数在量子力学中的应用

把双四元数推广到了二级双四元数 ,并设计了一种态函数的四元数表示法 ,从而用四元数表述了相对论量子力学 ,使四元数物理学形成了系统 .用四元数表示的算符和状态 。

重离子整体分离环高频四极场(RFQ)加速结构的研究

高频四极场(RFQ)加速器是1970年卡帕钦斯基等提出的一种新型直线加速结构。它将加速、聚束、横向聚焦与匹配等几种作用集中于一个加速腔之中,能直接加速从离子源引出的低能离子,束流利用效率可达90％以上,极限流强高达数百毫安。它是一种强流、高效、束流品质好、体积小巧、使用方便因而具有广泛应用前景的新型直线加速器。1980年美国洛斯阿拉莫斯实验室(LANL)试验第一台加速质子的四翼型(4 Vane)RFO样机获得成功。自此以来,RFQ加速器的研制便成了国际上低能加速器发展的一个热点。现在四翼型的轻离子RFQ已广泛的取代体积庞大的高压倍加器,用作高能加速器的注入器及强流中子源等,甚至还被送上太空进行空间武器试验。 近年来,在重离子物理研究与技术应用的推动下,加速重离子的RFQ已成为发展的新热点。其中MeV级强流重离子束在新型微电子器件制作、材料改性、惯性压缩热核聚变研究等各项应用,更是国际上竟相研制重离子RFQ的巨大动力。但它们要求RFQ具有工作频率低、能量可变和束流负载因子高等特性。而现有的四翼型RFQ难以满足要求。这就推动了四杆型、同轴分离型等新结构的研究。1984年北京大学首次提出了采用整体分离环激励的RFQ新结构。

超强光场驱动的高性能高能粒子束的产生及其应用开拓研究

超短超强激光驱动等离子体,可获得电子能量高达1Ge V、质子能量高达60Me V的高性能粒子束,从而在高能加速器、聚变物理、短脉冲高亮度X光源产生、实现小型化自由电子激光等领域都有重大的应用价值。该研究主要研究利用超短超强激光在等离子体中形成稳定的特殊三维尾波结构,即空泡,实现单能电子加速。采用两种控制电子注入的方法,即两束激光对打和纳米细丝扰动,来提高电子加速的稳定性,并控制高能电子的数量和能量。该研究还将通过改变激光传输方向的等离子体密度,来改变空泡中纵向加速静电场的梯度,从而抵消高能电子束本身电荷分离场的梯度,以提高电子束的性能;还将研究高能电子束的细致结构,并考虑其可能的重大应用。该研究将利用靶后鞘层加速实现质子加速,并将利用多层靶来提高加速效率,利用微结构靶获得准单能质子束,同时研究获得高性能高能离子束的其他有效途径。

分离作用射频四极场加速器的结构和工艺设计

介绍了北京大学分离作用射频四极场(RFQ)加速器的结构特点,包括膜片式电极、支撑环式电极支撑系统、水冷系统、调谐系统及其工艺实现;介绍了基于该分离作用RFQ加速腔进行的调谐测试、高功率实验和束流实验。结果表明:调谐系统的频率调节范围及品质因数完全满足实验要求;分离作用RFQ加速腔的输入功率可以达到33 kW以上,满足高功率下稳定运行的条件;在束流实验中,把1.03 MeV的O+入射束流加速到1.65 MeV,半高宽能散小于3%。加速器结构满足物理设计要求,加速系统运行稳定。

强流加速器D-Be中子源中子慢化引出研究

为优化成像中子束注量率和能谱,在考虑中子源能谱、角分布、面源结构及靶系统条件下,利用MCNP程序模拟源中子的慢化和输运过程,记录不同模型时慢化体内热中子注量率分布和成像中子束成分。结果表明,聚乙烯更适合用作小型热中子源慢化反射材料;D+束轰击靶面的束斑大小影响热中子在慢化体内的分布,束斑半径在1cm内变化对中子慢化影响较小;增加热中子引出孔道与D+束轴线的夹角能有效提高引出热中子束的纯度。

用于AMS的RFQ加速器能散问题研究

将RFQ作为加速器质谱系统(AMS)的加速器是AMS小型化的一条可能途径,减小RFQ加速器的输出束流能散是实现这一途径的关键。对RFQ加速器成形段部分对束流输出能散影响的分析表明,在减小调制系数、极间电压、同步相位,使各参数匹配的同时,适当地增大纵向聚焦力可显著降低RFQ输出束流能散。利用变参量RFQ动力学模拟程序RFQDYN进行模拟优化,得到输出束流能散为0.4%的RFQ加速器物理设计。

激光加速实验超薄类金刚石碳靶的制备

采用过滤阴极真空弧法,制备了满足激光稳相加速机制要求的超薄自支撑类金刚石碳靶。室温下沉积,基片偏压为-32V,薄膜沉积速率约为每脉冲0.002nm。选取NaCl膜作脱膜剂,采用漂浮法进行脱膜。打捞板孔径为1mm时,自支撑厚度范围为5～50nm,自支撑成功率约为70%。利用拉曼光谱仪及原子力显微镜等仪器,测量了薄膜的结构、表面粗糙度等关键参数。

分离作用射频四极场加速器频率调谐和高功率试验

在分离作用射频四极场(SFRFQ)加速腔中加入频率调谐装置,用步进电机驱动调谐杆运动,改变调谐板在腔中的位置来改变调谐板与支撑环之间的分布电容,从而改变SFRFQ腔的工作频率,使其谐振频率为26.07 MHz,实现了RFQ和SFRFQ组合加速系统频率的匹配。在完成两腔频率调谐的基础上进行了SFRFQ腔体1/6占空比高功率试验,轫致辐射谱的测量表明,SFRFQ极间电压在入射峰值功率为28.8 kW时已达到86.2 kV,超过了设计指标的70.0 kV。

200MHz质子带窗四翼型射频四极场加速器结构模拟研究

根据束流动力学设计方案,使用电磁场计算软件CST Microwave Studio对带窗四翼型射频四极场(RFQ)结构进行了模拟研究,分析了加速腔结构参数对其物理特性的影响,得到了200MHz质子带窗四翼型RFQ优化结构方案。该结构的比分路阻抗为79.5kΩ·m,模式间隔达25.802MHz。与传统的四翼型RFQ比较结果表明:带窗四翼型RFQ具有较低的工作频率范围、良好的电稳定性以及较高的比分路阻抗。

201.5MHz中子照相用RFQ加速器低电平控制系统的设计

北京大学自主研制了基于射频四极(Radio Frequency Quadrupole,RFQ)强流氘束加速器。为满足该加速器稳定运行的要求,设计了一套低电平控制系统,系统主要包含自动增益控制(Automatic Gain Control,AGC)和自动频率控制(Automatic Frequency Control,AFC)两种方式,可实现对腔体频率、进腔功率的自动控制和手动控制。为保证安全、稳定运行,对SWR(Standing Wave Ratio)、限位信号进行监测,通过RS232协议和Lab VIEW界面实现HMI(Human Machine Interface),亦可实现与PLC(Programmable Logic Controller)的无缝对接。连续闭环运行表明,控制系统对场幅度和相位的控制精度能够达到±1%和±1°之内,证明该低电平控制系统达到了RFQ加速器对各路功率和腔体频率稳定控制的要求。

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。