SFC新引出系统的物理设计研究

兰州重离子加速器(HIRFL)是一个回旋加速器组合系统．它的注入器是K=69的扇聚焦回旋加速器．在十多年运行过程中,曾做过两次较大的改进,使加速的束流种类及流强都有了显著的改善．但由于SFC的引出效率比较低,只有30％左右,一方面损失了大量束流,另一方面许多束流损失在引出静电偏转板上,造成了大量出气,破坏了真空,难以维持长期大束流运行．文章重新对SFC引出系统进行了物理设计研究,在真实磁场的基础上做了大量计算工作,得到了一个新的引出系统方案．

CSR电子冷却段磁场造成闭轨畸变及校正

电子冷却的应用提高了重离子储存环的束流品质,也为重离子储存环的运行带来了新的课题．电子冷却段的横向磁场在引导约束强流电子束的同时也不可避免影响了多次经过的离子轨道．为了保证束流的安全运行,必须将离子轨道的畸变部分限制在局部范围,并保证轨道畸变量对储存环接收度的影响可以容忍．讨论在建的兰州重离子储存环HIRFL-CSR电子冷却段磁场及其造成闭轨畸变和校正方案．

CSR实验环电子冷却装置的纵向电子束温度

电子冷却装置中,电子束纵向温度是计算冷却力的主要参量之一．当电子与被冷却离子的相对速度很小时,纵向冷却力与离子速度呈线性关系,并且线性区域的宽度与电子束纵向温度有关．通过分析影响电子束纵向温度的主要因素,得到了兰州重离子冷却储存环实验环(CSRe)电子冷却装置中电子束纵向温度的大小．

CSR外靶实验终端中子流测量的模拟

随着兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)外靶实验终端中子墙的建立,为实验测量高能中子提供了机遇．为确定CSR外靶实验终端对中子流测量的可行性,基于BUU理论模型分别对对称系统(Ni+Ni,Pb+Pb)和非对称系统(Pb+Ni)进行了模拟计算,发现当系统能量达到几百MeV／u时,中子流信号相当明显,并与碰撞参数有明显的依赖关系．模拟结果表明,在前角20°的覆盖范围内,可以较好地实现中子流测量所需要的反应平面确定及碰撞参数选择．对双击事件及其对中子流的影响进行了简单的讨论．

兰州重离子加速器冷却储存环主环加速过程的束流反馈

正在建设中的兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)主环用于束流的加速。在加速过程中,为了保证束流的谐振加速,须准备2个束流反馈环(相位反馈环和束流径向位置反馈环)来保证主导磁场与高频频率的同步。本文基于Laplace变换及数值计算结果,分析了束流反馈环对同步加速器中束流动力学行为的影响。

用于空间诱变育种机理研究的标定实验

为鉴别击中搭载水稻种子的空间重离子,一种固体核径迹探测器(SSNTD)CR-39被用作“三明治”式探测系统的一部分,通过测量离子在CR-39中的射程R和蚀刻率V,就可得到斜率(dR/dV-1)。根据自建的一个数学模型R*=0.015AZ3.13V-1,可利用已知离子标定实验数据来拟合得到该模型的系数。为此,CR-39对C、Ne、Si、Ar和Fe离子的标定实验分别在中国科学院近代物理研究所的重离子研究装置(HIRFL-IMP)上和日本国立放射医学综合研究所的重离子医用加速器(HIMAC-NIRS)上进行。拟合得到了一个离子鉴别公式Z3.13=3.75×104+1.50(dR/dV-1)和一条标定直线。

快重离子在固体材料中的强电子激发效应

简要介绍了快重离子在固体材料中强电子激发效应的基本特点、研究现状和在HIRFL上获得的部分实验结果,并对今后的研究工作进行了展望。

重离子加速器冷却储存环监视系统的设计及其应用

在兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)控制系统中,需要监视现场和环境的场合很多。设计了以微处理器为核心的现场智能控制设备,阐述了系统结构、工作原理、硬件结构、软件设计,描述了监视系统的功能及实现方法。该系统具有人机交互性好、研制成本低且操作使用简便等优点,取得了良好的监视效果。

兰州重离子加速器冷却储存环kicker磁铁设计

介绍了兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)CSRm引出kicker磁铁的物理设计、参数计算以及结构设计和加工。为了减小电感,使上升时间达到要求,CSRm引出kicker磁铁采用分布式的传输线方案,同时将无感电容与磁铁并联以满足匹配的问题。磁铁用单匝线圈和铁氧体铁芯来降低电感、减少涡流损耗,并采取两台电源成对供电、导体一端共地的结构形式消除杂散电感和轴向场,这种方式不但消除了过桥的不利影响,而且可通过调节导体间距离方便的调节磁场均匀区宽度和磁铁电感。完成设计后磁铁电感小于1μH,在140 mm范围内磁场均匀度好于±0.5%,最高磁场达到0.038 T,最大峰值激磁电流约为2.5 kA。

CSR的辐射屏蔽设计(英文)

CSR(cooling storage ring)按计划将于2005年底建成调束,届时从~(12)C到~(238)U的重离子将可以分别被加速到900和400MeV的能量。HIRFL(兰州重离子加速器Heavy Ion Research Facility in Lanzhou)将用作CSR的注入器。为了CSR的屏蔽设计,本文利用现有的实验数据计算了由于束流损失产生的中子及其能谱、角分布,同时也估算了屏蔽体外表面的中子剂量、环境中子剂量及天空返照中子剂量。在源项计算中使用了400MeV/u~(12)C+Cu反应的中子产额、能谱、角分布的实验数据。计算表明,CSR对环境剂量影响最大的是天空返照中子。

用三梯度法测量束流发射度的研究

准确测量发射度对加速器束流的调制和性能的评估极端重要,本文介绍在HIRFL(兰州重离子加速器)现有设备基础上,利用三梯度法测量束流发射度的系统,讨论了测量原理和方法,以及测量中要注意的问题,并对数据的计算处理做了详述。专门设计了一套软件系统,以实现束流发射度、束流剖面等束流参数的实时测量。该系统具有可靠性好、测量直观、测量较准确等优点。

步进电机控制系统的设计及其应用

介绍了基于MSP430F149单片机的步进电机控制系统的设计。在硬件部分,描述了该系统的硬件配置和工作原理;在软件部分,分析了单片机控制程序和步进电机运动的设计过程。该系统具有研制成本低且扩展好的特点,并具有软件功能强、操作使用简便等优点,满足了兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)系统中对五相步进电机的各种控制要求。

CSRm二极铁磁场分散性的研究

介绍了国家大科学工程HIRFL CSR中主环二极磁铁的分散性测量的原理、测量方法,以及垫补的位置和垫补量与磁铁分散大小的关系. 最后给出了CSR主环二极磁铁最终垫补后的分散性结果、测量误差以及影响测量精度的因素.

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。

扇聚焦回旋加速器(SFC)真空室改造

介绍了兰州重离子加速器的注入器SFC真空室的基本情况,为满足新建的放射性束流线RIBLL和冷却储存环CSR对HIRFL加速重离子的需要,对SFC真空室进行了改造。新真空室采用二次真空技术,在加速器中心平面真空度达到了8×10-6Pa。