基于积分束流变压器的加速器束团电荷量测量系统

为满足清华大学加速器实验室光阴极微波电子枪实验平台的发展需求,设计了束团电荷量测量系统,可以实现实时测量加速器束团电荷量的目标。这套测量系统基于积分束流变压器,包括前置放大器、门控积分器、模数转换和数据传输模块。利用信号发生器模拟束流,对整套系统进行了离线测量实验。当前置放大器放大倍数取200和20时,AD转换值和束流电荷的比值分别为2.181 PC-1和0.195 PC-1,与理论值2.070 PC-1和0.207 PC-1基本吻合;其对应的电荷量测量误差分别小于2 PC和15 PC。测量结果和模拟束流电荷量值的拟合曲线线性度好,相关系数的平方均大于0.999 0。该结果验证了系统的可行性。

用于重离子治癌回旋引出的实时流强测量系统

为满足重离子治癌加速器装置(HIMM)回旋加速器引出段束流流强的测量需求,设计了新的束流流强测量系统,该系统利用积分电流变换器(ICT)及锁相放大器等配套电子学,能够实现束流流强的非拦截实时测量。文中首先分析了中能束线(MEBT)束流流强的测量需求,并对设计方案进行了实验室系统分析和在线束流强测量。实验室结果表明,锁相放大器的幅度和相位响应一致性满足测量需求。由于ICT对束流流强的测量是相对测量,先使用法拉第筒对ICT进行在线标定;标定前先对法拉第筒(FC)(20μA档位)和ICT系统的流强分辨在线测量,分别为6.45 nA和5.163 nA。由于束流抖动的影响,测量的束流的稳定性约90 nA,其对应的相对测量误差约8%,ICT系统响应时间小于1 ms。测量结果表明,该系统满足物理测量需求。回旋加速器高频系统参数变化引起ICT标定系数变化的工作将在进一步工作中展开。