小粒子成就大世界 大装置驱动大未来——专访中国科学院高能物理研究所东莞研究部副主任金大鹏

作为国之重器,中国散裂中子源(CSNS,以下简称"散裂中子源")是广东乃至我国重要的战略科技力量,积极融入和支撑国家重大发展战略。一期工程建成以来,散裂中子源通过自主创新和集成创新,在加速器、靶站、谱仪方面取得了一系列重大技术成果,显著提升了我国在高功率散裂靶、探测器及电子学等领域的技术水平和自主创新能力,使我国在强流质子加速器和中子散射领域实现了重大跨越。为全面展现散裂中子源建设成效,近日,本刊记者前往中国科学院高能物理研究所东莞研究部专访了该部副主任金大鹏研究员,聆听关于散裂中子源的创新故事,感受大科学装置的大与美。

研发团队绩效影响因子及其作用机理研究

研发团队绩效是一个在不同组织情境中,易受不特定因子影响的多维度变量。本研究基于组织行为学与心理学的理论框架,以中国散裂中子源32个研发团队为样本,试图回答团队绩效的两个基本问题:一是研发团队绩效的关键影响因子有哪些;二是这些因子是通过怎样的机理影响团队绩效的。研究发现,除知识、技能等显性条件外,低不确定性规避、非正式网络与团队共享心智对团队绩效都有着正向的作用。科技的“元创新”充满了不确定性与风险,团队及其个体对不确定性与模糊性的高容忍度有助于突破固有思维。团队共享心智在团队绩效的形成中作为媒介和桥梁,共同将团队内部无序的个体行动整合为一组特定且有序的团队贡献。

基于时域划分的网络流量预测方法

网络流量的预测一般通过建立相应的分析模型分析时序序列的发展过程及趋势,缺乏对网络流量波动空间和周期特征的分析,无法对短时突变流量及短周期流量进行精准预测。为了提高网络流量的预测效果,提出一种基于时域特征分析的网络流量预测方法。该方法通过分析网络流量的周期特征,建立时域划分模型,使具有相同趋势及波动空间的网络流量重组,突出短时突变流量和周期趋势特征,增强数据规律,以提高网络流量预测精度。选取反向传播(BP)神经网络、长短期记忆(LSTM)神经网络及小波神经网络(WNN)模型,采用均方误差(MSE)作为衡量标准,分别验证时域划分模式和全时域模式网络流量预测效果。结果表明,时域划分模式时BP神经网络和WNN的MSE相比全时域模式更低,其中时域划分模式BP神经网络的MSE降低为全时域模式时的1/24,说明通过分析网络流量数据建立的时域划分模型能够提高网络流量预测性能,为大规模互联网环境下的网络流量预测分析提供一种分而治之的方法。

同步辐射光源实验中虚拟计算系统的设计和应用

【目的】高能同步辐射光源(HEPS)会产生海量实验数据,需要大量的高性能计算资源来处理和分析,进而支持多样化的科学研究。同时,计算环境需要提供安全的数据存储和访问控制机制,以确保数据的安全性和隐私保护。当前工作站的计算能力成为限制实验分析的瓶颈,庞大的数据量使用户难以创建本地数据副本。用户使用本地工作站进行数据下载和分析的传统方式已无法满足日益增长的实验需求,需要强大的云计算平台和计算系统支持。【方法】本文提出了基于虚拟化技术的HEPS云桌面计算系统,用于HEPS中的三维数据成像和晶体散射类等实验,其特点是对图像显示效果要求高,需要高性能的GPU计算和图像渲染。因此,利用计算集群的资源来提供虚拟云桌面服务,统一纳管计算资源并提高资源利用率非常重要。【应用背景】本文介绍了HEPS的基本情况、实验特点和虚拟云桌面系统的研究动机。【结果】本文设计了虚拟云桌面的体系结构、服务模式、认证系统、GPU的使用方法等。【结论】展示了虚拟云桌面系统在光源实验中的实际应用效果,体现了虚拟云桌面的优越性和在同步辐射光源领域的良好应用前景。

BNCT RFQ高功率耦合器的设计

为满足硼中子俘获治疗试验装置(BNCT_A)RFQ加速器腔耗420 kW、占空比50%的需求。为BNCT_A RFQ加速器设计了一款高功率耦合器。该功率耦合器包含WR2300矩型波导转3-1/8英寸同轴门钮结构、波导窗、功率耦合装置3个部件。波导窗采用同轴扼流结构型式,功率耦合装置采用磁耦合环结构。整个功率耦合器采用分段设计的原则。矩型波导转同轴结构和陶瓷窗分别通过Microwave Studio(MWS)优化仿真,得到陶瓷窗的驻波比(SWR)达到1.0009@352.2 MHz,带宽大于±58 MHz@SWR≤1.1 MHz。用多端口换算理论确定了耦合环耦合度,并用能量衰减法确定耦合环的尺寸。从热学和结构力学方面校核了该功率耦合器的功率容量,在50%占空比下,单个功率耦合器最高峰值功率可达260 kW,4路功率耦合器最高峰值功率可达1 MW。经过实际高功率测试,目前入腔功率484 kW,占空比达到10%,并具提升峰值功率及占空比的能力。

BNCT02加速器设计及离子源调试

硼中子俘获治疗(BNCT)是一种安全的二元靶向放疗技术,是脑胶质瘤、黑色素瘤的极佳治疗手段,同时对复发性脖颈癌、肝转移癌等有良好的治疗响应.基于加速器的硼中子俘获治疗(AB-BNCT)具有靶向精确、副作用低、适应性广、体积较小、费用合理和一次性解决等优点.文章简要介绍了中国科学院高能物理研究所第二台BNCT加速器BNCT02的设计,详细说明了BNCT02 ECR离子源的设计、研制和调试.目前,在该离子源上已成功引出能量为35 keV,最大脉冲束流强度约40 mA及平均束流强度大于20 mA束流.低占空比小束流情况下,测得的束流的归一化均方根(rms)发射度小于0.2πmm·mrad.在离子源的稳定性测试中,也实现了在束流占空比80%、平均束流强度大于20 mA情况下的48 h稳定无故障运行.加速器的其他部件如射频四极加速器(RFQ)、RFQ功率耦合器、RFQ功率源、磁铁及其电源也都在研制中.

精密设备预埋板精准施工技术

针对边长为2000 mm的正方形预埋板,要求调平误差小于1 mm,传统预埋施工方法很难达到,故对预埋板预埋施工技术进行了相关研究,新式预埋技术通过支架体系结合双螺母调平实现高精度预埋的要求,预埋板的调平误差成功的控制在0.6 mm,解决了大型的预埋板以传统的基建施工手段很难满足高精度预埋的难题,此技术能广泛应用于施工中,有较高的实用性、可靠性,且易于操作。

高功率高效率速调管输出耦合器的优化与设计

输出耦合器作为速调管关键部件,其性能直接关系到速调管的整体表现。然而,耦合器故障却是速调管及多种真空电子设备中最为常见的问题之一,特别是在高连续波功率运行场景下,这一问题更为突出。针对连续波650 MHz/800 kW高效率速调管,对输出耦合器进行优化设计,并在单注和多注速调管耦合器测试方面取得了重要突破:单注速调管输出耦合器在连续波模式下的测试功率已达到690 kW以上,为了进一步增加功率容量,采用T-bar结构过渡,并对耦合器进行优化设计,使陶瓷附近电场分布更均匀;而多注速调管矩形波导窗输出耦合器最高测试功率达到全驻波115 kW。此外,通过对耦合器的结构、材料以及散热方式进行分析与优化,积极探索提升耦合器功率容量的多种可能途径,进一步增强了速调管的稳定性和可靠性。

心有所想 思有所得 如有所愿

作为典型的70年代生人,我成长于一个讲理想而又不得不重现实的年代。80年代末的大学生可能是最后一批用过全国粮票和油票的大学生。国家发展之快,使我们这一批大学生还没来得及品尝“天之骄子”的滋味,开公司、做生意、炒股票等人才就已经铺天盖地。