宽平顶脉冲形成网络放电特性研究

脉冲形成网络在雷达、高能电子、医疗和辐照等领域有着广泛应用,其研究向着快前沿、宽平顶、低抖动、高电压和高重复频率方向发展。文中分析了宽平顶脉冲形成网络的电路结构及其各项电路参数,通过电路仿真软件对其放电特性进行仿真,分析影响脉冲波形的因素。

HUST-PTF质子治疗装置能量选择段真空设计与仿真

能量选择段是华中科技大学质子治疗装置束流线的重要组成部分,其位于回旋加速器下游,包含四极铁组、kicker磁铁、降能器以及DBA(Double Bending Achromatic)消色散段等几个部分。该段真空室种类和插入件较多,且在降能器下游辐射剂量较大,增加了真空系统设计与选型的难度。根据系统设计要求,该段动态真空度需好于5×10-4 Pa。本文利用MOLFLOW软件对能量选择段真空系统进行模拟,分析不同工况下的压强分布,并对各类真空室进行力学强度校核。仿真结果显示:能量选择段真空度均好于4.14×10-5 Pa,比系统设计要求高一个量级,且各类真空室的机械形变小于0.3 mm,不会引起额外的束损。因而,该段真空室的动态真空度和机械强度均可满足系统设计要求。

用于质子治疗的Kicker磁铁动态磁场测量

华中科技大学在研的质子治疗装置(Huazhong University of Science and Technology Proton Therapy Facility,HUST-PTF)中,一套位于降能器上游的Kicker磁铁被用于点扫描过程及治疗安全的快速束流开启/关断。为测量该Kicker磁铁的积分场均匀度及磁场动态特性,设计并研制了一套基于电磁感应法的Kicker磁铁测磁系统。测磁系统分别采用长线圈和印制电路板(Printed Circuit Boards,PCB)线圈两种方法获取感应电压,通过模拟/数字积分器对感应电压进行积分处理。经过实验对比,采用几何精度更高的PCB线圈和受零漂影响较小的模拟积分器作为最终方案进行测试;磁场上升/下降时间小于100μs,积分场大于0.0252 T·m,均匀度好于1%,均匀度最大标准差0.006%,测磁系统整体误差小于0.1%,表明Kicker磁铁及其测磁系统均满足设计指标。

新型季鏻化多级孔二氧化硅吸附剂的辐射合成及其对高铼酸根的选择性吸附性能

以三甲基氯硅烷对多级孔二氧化硅进行烷基化,随后通过两步辐射诱导接枝季鏻盐,制备了一种新型季鏻化多级孔二氧化硅材料,命名为HPS-C-P。傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和比表面积(BET)分析表明,烷基和季鏻盐均匀接枝在多级孔二氧化硅表面。考察了HPS-C-P对ReO_(4)^(−)的吸附性能,发现HPS-C-P对ReO_(4)^(−)的吸附在4 min内即可达到平衡,最大吸附量可达140.5 mg/g,高于化学方法修饰季鏻盐的多级孔二氧化硅的最大吸附量74.4 mg/g。ReO_(4)^(−)的浓度与竞争离子的浓度比为40∶1时,相对于NO_(3)^(−)、SO_(4)^(2−)、Cl^(−),CO_(3)^(2−)和PO_(4)^(3−),HPS-C-P对ReO4-的分离因子(SF)最大可达159、827、557、681、1905,高于大多数目前报道的吸附材料。HPS-C-P具有良好的抗辐射性能和循环吸附性能,FTIR和XPS分析表明ReO_(4)^(−)通过离子交换机理被HPS-C-P吸附。这项工作提供了一种制备高效硅基吸附剂的新方法,此吸附剂即便暴露于辐射环境中仍可以高选择性地从水溶液中去除Re。

用于质子治疗输运线的二极磁铁设计与优化

本文介绍了一套质子治疗输运线上的60°平行边二极磁铁的设计与优化过程。为了提高磁铁磁场质量,其横向场均匀度以及沿积分路径上的积分磁场均匀度均需要优化。根据70~250MeV的质子能量范围和1 500mm的偏转半径,二极磁铁的工作场强为0.80~1.62T。采用OPERA-2D/3D等软件进行设计与仿真计算,磁铁端部采用罗高斯基曲线进行切削以避免铁芯局部饱和,同时进行谐波削斜以减少积分场的四极、六极等高阶误差分量,保证积分场品质,最终在高、低场条件下,横向场相对误差≤±5×10^(-4),积分场相对误差≤±1×10^(-3),高阶谐波分量相对误差≤±5×10^(-4)。磁铁可以达到较高的中心磁场,满足结构紧凑的要求,适合应用于质子治疗的束线系统。