紧凑型静电加速管的原理设计

提出了利用紧凑型静电加速管对强流相对论电子束进行加速的概念。通过理论分析及粒子模拟,对1kA、500kV的初始入射电子束,在约0.8m的加速段加速使其达到10MeV,在没有聚束磁场的前提下电子束可以得到传输和加速。通过优化设计可使加速腔的最大场强降为20MV?m?1。

Lie代数方法及其在静电加速管像差分析中的应用——三级近似

用Lie代数方法分析了相对论脉冲束在静电加速管中的传输 ,得到其三级近似轨迹。根据需要还可以扩展到更高级近似。在分析中 ,把加速管看成由入口膜片、均匀场加速区和出口膜片三个单元组成 ;为了便于描述粒子在加速管中的轨迹 ,把加速管也分成若干段 ,在每个小区间上施加Lie变换。

2兆电子伏电子静电加速器

邮电部于1966年发行特62《工业新产品》邮票,-8是上海先锋电机厂研制的“静电加速器”(图1),票图采用写实手法进行设计,2位科研人员正站在近2米高的加速器旁,背景配以鲜艳的紫罗兰色,突出了人物和设备。

基于ADL5303的串列加速器缝隙仪前置放大器的研究

为了满足串列加速器粒子能量高稳定度的要求,需采用缝隙仪来稳定加速高压的方式,利用缝隙仪高、低能端束流强度的差异反馈稳定头部高压。由于束流变化动态范围较大,在前置放大器中采用对数放大来满足束流强大动态范围的要求。根据串列加速器高压稳定系统的实际需要,设计了采用ADL5303的对数前置放大器电路,并对该电路做了仿真和实验测试,得到了理论和实际对数放大曲线。结果表明,对数放大器范围可以从100 pA到1 mA,可以实现大范围束流变化下对高压稳定系统的调节。

强流脉冲束在静电加速管中传输研究及模拟计算

为了研究强流脉冲束流在静电加速管中的传输,采用矩阵法分析了非强流脉冲束流与强流脉冲束流在静电加速管中的传输矩阵,编写了束流在静电加速管等元件中传输的计算程序ACCT。用优化方法实现给定的光学条件,用迭代方法计算强流脉冲束流的空间电荷效应对束流传输的影响以获得自洽解。在不同束流流强条件下,利用ACCT、TRACE-3D和TRANSPORT等程序进行了模拟计算,并对模拟结果进行了比较分析。模拟结果表明,提高加速电压比,可以增强静电加速管的聚焦能力、减少束流损失和提高传输效率。

离子静电加速器加速管的研制

采用碟形加速电极、收缩加速管内径、弧形内壁绝缘环和严格的封装烘干程序 ,研制 4MV离子静电加速器加速管 ,收到了较好的效果 .研制的加速管平行度小于 0 .1 mm,真空度 6.5× 1 0 -5Pa,耐压1 8k V/ cm.

采用串列静电加速器进行单粒子效应模拟试验研究

本文描述了采用ＨＩ—１３串列静电加速器进行单粒子效应模拟试验的试验系统、试验方法和试验条件，给出了８０Ｃ３１单片机单粒子效应模拟试验结果；根据试验结果，采用ＣＲＥＭＥ程序对８０Ｃ３１单片机在三类不同轨道卫星上的单粒子翻转率进行了预计。

4 MV静电加速器调试中出现的问题及解决方案

4MV静电加速器由高压系统、离子源及束流系统、控制系统和气体系统四部分组成。调试中出现了离子源不起弧、加速管破裂、控制系统失灵和输电带输电能力降低等技术问题,分析了出现这些问题的原因,然后分别采取了相应的措施加以解决:变换工作流程,在每次关机前先把引出电压降为零,开机时等离子源起弧后再把引出电压升到预定值;对过渡法兰进行车加工,重新封装;对高压端的控制设备采取屏蔽措施,在输入、输出端使用TVS二极管,对控制软件进行抗干扰设计;对绝缘气体进行循环干燥等。调试出了流强为100μA、能量在3MeV以上的稳定质子流。

小型单极静电加速器自动控制系统研制

本文研制了针对大气污染物PM2.5分析的小型单极静电加速器的自动控制系统。基于TCP/IP协议建立了分布式控制系统,数据传输采用了多种协议和总线技术,采用面向虚拟仪器的图形化编程方法进行了软件开发。系统在软件和硬件两方面采取了一系列抗干扰措施,极大地减少了高压打火等因素对测控系统的干扰。该控制系统工作稳定、抗干扰能力强,满足了加速器长时间运行的要求。

北京大学4.5MV静电加速器运行与改进

近两年来,北京大学4.5 MV单级静电加速器运行状况良好,主要的应用工作为中子核数据测量、中子照相和离子束材料辐照等。对加速器初聚系统和脉冲化电路进行了改进,直流束束流传输效率有较大提高,用飞行时间法测量了不同重复频率的脉冲中子谱。

影响静电加速器高压的因素

研究了机械尺寸,真空,绝缘气体的成份、气压和湿度对静电加速器高压的影响。发现在67～0.1Pa真空下,存在耐压“盲区,”气体的绝缘性能随气压的升高而增强。在0.6MPa以上时,N2和CO2的击穿电压增加趋势逐渐变缓,而混合气体的击穿电压仍呈直线增加。N2和CO2的比例为802∶0时效果最佳,加入SF6可明显提高绝缘性能,湿度对击穿电压影响不大。

用于静电加速器的高频离子源的设计和调试

研制了一台高频离子源 ,通过实验调试取得了引出电压、聚焦电压及放电气压对引出束流影响的变化曲线 ,从而获得高频离子源的最佳工作条件 。

EN-18串列静电加速器的运行与改进

本文叙述了EN-18串列加速器的运行状况与实验线的配置、运行中的经验与问题,最后还叙述了对EN-18串列加速器的改进和部分部件的国产化。

提高静电加速器击穿电压方法分析

从高压电极与钢筒尺寸的选择、绝缘气体的成份和压力、高压电极的光洁度、绝缘支柱的层压式结构等 4个方面 ,分析了提高静电加速器击穿电压的方法 ,给出了相关数据和关系曲线 .

静电加速器中输电带张力与转速的最佳关系

采用输电带的静电加速器运行时 ,一般通过调节输电带张力来减小输电带的抖动。本工作采用一个简化的计算模型 ,导出输电带在运行过程中发生抖动的基本规律。结果表明 :输电带张力、输电带所带电荷密度和输电带的转速间存在一使输电带抖动最小的最佳关系。

用于静电加速器的计算机控制系统

为提高静电加速器控制系统的智能化水平,采用PLC以及红外和光纤传输技术,将网络通信融入其中,研制出一套静电加速器自动化控制系统。在阐述该系统结构的基础上,分析了干扰源的类型,对控制系统进行了抗干扰设计。在硬件方面,分别采取限制电晕针位置、使用浪涌电流吸收器、屏蔽、接地以及稳压措施;在软件设计方面,采取互锁保护、软限位、延时器以及诊断保护程序。这样,有效地提高了控制系统的电磁兼容性。目前,该系统工作稳定,除偶尔丢失信号外,未见其它故障发生。

北京大学4.5 MV静电加速器核反应分析系统

为满足对聚变堆面向等离子体材料中氘氚滞留问题的研究,北京大学4.5 MV静电加速器在原束线基础上新增核反应分析系统,该系统使用能量0.8～3.6 MeV的H^+、D^+、~3He^+和~4He^+粒子束流,可对核反应微分截面和样品中元素浓度的深度分布进行测量分析。本文对核反应分析原理、核反应分析系统的设备布局和实验方法进行了讨论,并以D(~3He,p)~4He核反应为例,分析了微分截面计算和样品中氘元素浓度深度分布的数据结果,其深度分辨小于1.5μm,实验误差约为7.5%。

用于静电加速器的高频离子源及其引出特性

根据离子束生物工程的需要 ,设计和研制了一台用于静电加速器的小型高频离子源。针对使用环境从理论上确定了离子源的结构和尺寸。通过实验调试取得了引出束流与引出电压、聚焦电压以及放电气压之间的变化特性曲线 ,测定了引出束流的束径包络 ,对束流的不稳定性进行了分析 ,在设计中采取了有效的措施抑制束流不稳定性。结果表明 ,离子源的最佳工作条件为引出电压 1 60 0～ 1 80 0 V,放电气压在 ( 4～ 8)× 1 0 -4 Pa范围 ,此时离子源可引出最大束流 3 0 μA。束流大小及其稳定性均达到预期要求。

5.5MeV静电加速器的研制和安装

本文介绍了一台用于离子束生物工程的５．５ＭｅＶ静电加速器的基本原理、结构和性能，并报道了其研制。

北大4．5MV静电加速器束流脉冲化系统

４．５ＭＶ静电加速器是北大设计和建造的单级静电加速器。为了能够利用飞行时间法进行中子能量测量，需要把连续束变成短脉冲束。为此，在该器上配置了束流脉冲化系统。文章主要介绍４．５ＭＶ静电加速器束流脉冲化系统所采用的９ＭＨｚ射频聚束器和１．５ＭＨｚ射频切割器及有关的电子学线路、粒子纵向运动的模拟、对横向聚焦的要求。实验结果表明，可以获得的脉冲宽度为１．８ｎｓ。