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。

冷却储存环主环磁铁的准直测量

采用激光跟踪仪及配套带软件Insight对兰州重离子加速器冷却储存环主环磁铁进行了安装和准直。首先建立全局坐标系,用来确定从源体到实验环各子系统的理论原点的位置;而各个子系统又分别以各自的理论原点为基础建立局部坐标系,用来安装定位本系统内的各个元件;对各个子系统中的每一个元件还采用了元件坐标系。准直测量时,先在每块磁铁上焊接8个测量基准;然后对磁铁上的基准进行测量,以确定其在元件坐标系中的位置;再架设激光跟踪仪,测量主环控制网点,恢复主环局部坐标系,根据元件在主环局部坐标系中的位置及理论坐标,计算出相关的变换参数;转入元件坐标系,采用激光跟踪仪及Insight软件显示实时测量坐标及其与理论值之差,其精度达到0.15mm。

兰州重离子加速器冷却储存环脉冲开关电源

介绍了兰州重离子加速器冷却储存环 (HIRFL CSR)电源系统 ,对其中脉冲开关电源作了详细介绍。主要讨论了脉冲开关电源的工作原理 ,研制了一台样机 。

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。

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。

兰州冷却储存环上可开展的强子物理研究

介绍了当前强子物理的研究现状和兰州冷却储存环的能量特点,以及国内强子物理专家的分析和建议。在兰州冷却储存环上,可利用中能轻离子束核反应产生强子激发态研究强子内部夸克态的结构和性质、强子性质随核环境的变化和手征对称破缺与部分恢复。尤其是通过兰州冷却储存环上限能区附近的p+p反应,研究奇异夸克的不对称性和形状因子,寻找超子激发态和pentaquark的实验证据,发现双重子态的实验事例。

兰州重离子冷却储存环(HIRFL-CSR)超高真空系统

为了减少真空系统中残余气体分子对离子束造成的损失 ,要求重离子冷却储存环的平均工作真空度达到 3× 10 -9Pa( N2 等效压力 )。在大系统中达到如此高的真空度在我国尚属首例。围绕如何达到这个设计指标的问题 ,本文从真空系统布局、真空室材料、结构及加工焊接要求、降低材料表面出气率的措施、真空系统配置、烘烤系统设计、真空系统控制要求。

兰州重离子冷却储存环二极磁铁设计

介绍了兰州重离子冷却储存环主环(CSRm)的改进W型二极磁铁和实验环(CSRe)C型二极磁铁的磁场计算和物理设计,在降低了磁铁造价和运行费用的前提下设计参数达到或超过了物理要求.根据样机的加工和检测结果来看,所有的磁场计算和物理设计的结果是可靠的.

兰州重离子加速器冷却储存环磁场测量系统

文章涉及兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL CSR)的磁场测量系统。对霍尔片点测量系统、积分长线圈测量系统和谐波线圈测量系统的构成、控制与获取系统,以及新建成设备和探头的结构特点、参数作了详细描述。本测磁系统的精度和重复性完全满足CSR大型高精度磁铁测量的需要,已经完成了对CSRm注入线所有二极磁铁和四极磁铁的测量,正在进行其它各类磁铁的测量。

冷却储存环主环注入线二极磁铁测量

介绍了兰州重离子加速器冷却储存环工程主环注入线二极磁铁的测磁系统和测磁结果。着重分析了垫补线圈和极头削斜两种手段对C型弯曲二极磁铁积分磁场径向分布均匀度的调节效果。并且分析了TOSCA三维磁场计算程序与实际测量结果之间的误差及其产生的原因。

兰州重离子冷却储存环超高真空系统首台样机的研制

介绍了兰州重离子冷却储存环 (HIRFL -CSR)超高真空系统首台样机的研制过程 ,给出了实验结果。介绍各真空室结构 ,对关键标准设备进行了测试与选型。根据实验结果估算出极限真空条件下材料的表面出气率 ;根据公式估算出钛升华泵的有效抽速并通过实验得到证实 ;对真空烘烤装置的初步工作也作了介绍。样机达到了 3× 10 -9Pa的设计指标 ,结果表明HIRFL

粒子加速器冷却储存环三维测量控制网中高程基准面的选择

介绍了冷却储存环(CSRm:Cooling Storage Main Ring)工程控制网的建立和测量概况,通过Leica高精度电子水准仪建立高程控制网,并引入到激光跟踪仪的控制网测量中,通过SA(Spatial Analyzer)软件的数据处理和分析,解决了API Tracker3激光跟踪仪"精确找平"和水准测量精度低的难题。

关系数据库在冷却储存环准直安装中的应用

中国科学院近代物理所的国家 九五"重大科学工程项目,兰州重离子加速器冷却储存环(简称CSR)的准直安装将主要采用SMX公司的激光跟踪仪,进行测量控制网的建立,以及元件的安装定位.在此过程中,要采集大量的数据,并要进行处理,为此建立了一个在SQLSERV ER2 0 0 0上的关系型数据库系统作为后端,并用VC6.0以ODBC为接口开发了其前端应用程序。

兰州重离子加速器冷却储存环屏蔽计算

本文利用Ｍａｄｅｙ ［１］ 的中子多重性理论计算出重离子核反应出射中子产额，再用Ｗｅｉｓｅ ［２］ 方法计算了兰州重离子加速器冷却储存环（ＣＳＲ）所需要的屏蔽厚度；为了比较，同对用Ｂａｒｂｉｅｒ［３］ 在设计ＧＳＩ的ＳＩＳ－ＥＣＲ冷却储存环的屏蔽时所用的方法计算了ＣＳＲ的屏蔽厚度，两种方法的结果符合得较好。

冷却储存实验环功率源的设计与计算

对兰州重离子加速器冷却储存环实验环(CSRe)的高频系统功率源的设计作了详细的工程计算,工作频率范围为0.5～2.0MHz,工作于基波及二次谐波模式,发射机不仅能工作于点频连续波模式,而且还可以工作在扫频调制模式,输出最大功率达到70kW。满足最高加速或减速电压10kV的设计要求,能够用于捕获放射性次级束并将束流的能量从400MeV/u减速到30MeV/u。

重离子加速器冷却储存环读出电子学预研触发系统设计研究

介绍了在兰州近代物理所建设的兰州重离子加速器冷却储存环外靶实验读出电子学预研系统中触发系统的需求特点以及基于PXI(PCI eXtensions for Instrumentation)总线规范进行触发系统的设计研究。触发系统根据高能物理实验特点将各探测器的电子学通道输入信号进行分级处理,产生携带触发信息的次级触发信号上传至上一级触发处理模块,并最终结合整个系统的各子触发信号,产生最终的触发信号发送至各子探测器系统用于触发判选。通过与探测器进行的联合调试,验证了基于PXI总线构架的触发系统的功能和指标,并为完整系统的设计和扩展提供了一个重要的参考。

兰州重离子加速器冷却储存环中束流位置测量系统的研制

介绍了兰州重离子加速器冷却储存环 (HIRFL CSRm)中束流位置测量系统设计的基本原理、PICKUP探针参数的选择以及有关物理量的计算。并完成了桌上实验 ,得出了有关结论。

浅谈CSR冷却储存环工程施工中测量技术的应用

CSR冷却储存环工程是我国"九五"期间重大科学项目工程,工程占地面积较大,平面形状复杂,在测量施工中难度较大。并且对施工测量的精确度要求较高,一般施工多用常规定位放线方法和仪器测量,施工难度极高。而使用全站型电子速测仪,则可以有效地解决这一技术难题。

跨世纪的核科学研究重大工程──从重离子加速器到冷却储存环的研制

回顾了兰州重离子加速器（ＨＩＲＦＬ）、放射性束流线（ＲＩＢＬＬ）的研制和实验成果，并对正在建设中的跨世纪的核科学研究重大工程冷却储存环（ＣＳＲ）的建设情况、科学目标和科学意义作了介绍，颂扬了我国科技人员自力更生、勇于探索、主动进取、不断创新的精神。

兰州重离子加速器冷却储存环工程通过工艺鉴定验收

由近代物理所承担的国家重大科学工程——兰州重离子加速器冷却储存环（HIRVL—CSR），于2007年12月23日通过了中科院基础科学局和计划财务局组织的工艺鉴定验收。专家组认为，综合五次测试结果，HIRFL—CSR工程已全部达到验收指标；HIRFL—CSR工程坚持自主创新，按照国家发改委批复的建设内容完成了全部工艺设备的研制、安装和调试任务。自主研制的设备超过70％。