HIRFL-CSR实验环高频同轴谐振腔设计原理

介绍了同步加速器高频铁氧体加载腔体的设计原理和设计计算过程。详细说明了腔体加载铁氧体材料的作用和意义,并对传统的传输线理论计算结果、CST(Computer Simulation Technol-ogy)软件模拟计算结果和实际腔体测量结果进行了比较。

HIRFL-CSR嵌入式数据库的设计实现

本文论述了用于兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)控制系统的嵌入式数据库的设计和实现方法。控制系统采用三级数据库实现集中管理、分布式控制。前两级基于Windows平台,采用Oracle数据库通过ODBC进行互联,第三级根据控制系统的需要,采用基于嵌入式Linux平台的SQLite数据库引擎通过高速互联网与前两级交换数据。中控室预先将波形数据、事例表等分散存储到前端嵌入式数据库中,实验时,再由嵌入式数据库将数据传递给波形发生器DSP。在同步触发的控制下,DSP根据得到的波形数据产生所需的控制波形,进而控制电源、控制磁场,达到实验目的。

基于COM的HIRFL-CSR电源远程监控系统

本文介绍了兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)最新改造后的电源远程监控的总体设计,包括硬件和软件方面的设计。该系统采用了COM组件实现前端服务器Oracle数据库与前端被控设备数据的交互,以及WEB服务器与中心Oracle数据库的数据交互,实现了控制人员对设备的远程监控。这样有利于对电源设备状态的实时监控,以及电源系统与各子系统的数据交互。该系统已经在现场经过测试,性能稳定。

基于ACEX1K30的HIRFL-CSRe高精度线性插值异步FIFO

本设计实现了HIRFL-CSRe同步系统控制器DSP插件内的FPGA中的FIFO(First in first out)功能,数据入口是16位DSP总线,数据出口是16位DAC总线。其核心机制采用双缓冲"乒乓操作",并在FPGA内完成一次线性插值。程序采用VHDL硬件描述语言在Altera公司的现场可编程逻辑器件ACEX1K30上实现。FIFO实现机制完全自行设计,解决了传统异步FIFO由于读写时钟异步造成的空/满标志难以准确给出及数据输出时间不能精确保证的难题,满足了HIRFL-CSRe对于输出数据不间断(每微秒一个)的要求,并由于在FPGA内实现了一次线性插值,从而把从DSP中接收到的已插值数据量增加了一倍,在宏观上降低了DSP的数据运算量。模块经现场工作证实FIFO数据输出时间误差控制在40ns内,达到设计要求。

HIRFL-CSR重离子束内散射效应(英文)

电子冷却本质上是电子冷却作用与重离子束内散射作用的动态平衡过程.在Bjorken和Mtingwa束内散射理论的基础上,应用对称椭圆积分的方法做束内散射增长率的数值模拟,并应用于HIRFL-CSR的磁铁聚焦结构.计算结果表明,束内散射不会成为CSR磁聚焦结构设计的障碍,并且CSR可以达到冷却设计指标.

应用于HIRFL-CSR中的RS485通讯路由器

本文介绍了为适应HIRFL-CSR(兰州重离子加速器冷却储存环)工程自动化控制现场的通信要求而自主研发的一种通信设备,以及系统硬件电路设计、控制软件设计、工作方式和特点。此设备可快速组建RS485通信网络并且接入以太网,兼容Ethernet、RS232和RS485通信标准协议,特别是增加了光纤接口方便地接入工业光纤通信网络,进一步扩展了其使用范围。此设备在HIRFL-CSR加速器和储存环控制系统中被广泛使用,在使用中表明可满足系统自动控制通信要求。此设备具有实现简单、易于维护、可扩展性好及成本低廉等特点,在其它自动化工业控制领域也有一定的推广空间。

HIRFL-CSR团簇靶的优化(英文)

为HIRFL-CSR团簇内靶设计加工了新的供气系统,拆换了原有的喷嘴,对氢气和氩气进行了新的实验,获得了氢气和氩气的稳定团簇束,解决了困扰团簇靶稳定运行的喷嘴堵塞问题.获得的氢团簇束密度为1.75x10~(13)atoms/cm~3,好于德国GSI内靶对氢束所达到的1x10~(13)atoms/cm~3.研究了团簇束的衰减,测量了氢束和氩束的有效靶厚,研究了团簇靶系统对这两种工作气体的长期运行稳定性.对氢和氩两种工作气体,各级气压呈现了良好的稳定性,说明在实验的时间范围内,团簇靶运行稳定.

HIRFL浅层肿瘤重离子治疗终端束流配送系统性能的实验验证

详细介绍了兰州重离子研究装置(HIRFL)浅层肿瘤重离子治疗终端的被动式束流配送系统,对该束流配送系统重要组成部件及其整体的性能进行了实验验证．Bragg峰展宽装置脊形过滤器及能量调节装置射程移位器测试结果显示该设备的性能指标达到设计要求．为验证该被动式束流配送系统的整体性能,进行了束流成形实验,模拟对肿瘤靶区的三维适形照射．结果表明:利用该束流配送系统可实施对肿瘤的三维适形放射治疗．HIRFL浅层肿瘤治疗装置束流配送系统性能的验证为下一步开展肿瘤重离子束治疗临床试验奠定了基础．

HIRFL-CSR电子冷却装置电子枪的参数测试

在用实心电子束对离子进行冷却过程中,束流累积会增强电子离子重组概率和空间电荷效应而引起束流损失。针对这个问题,HIRFL-CSR电子冷却装置采用了一种能够产生从实心到空心电子束且电子束密度连续可调的特殊电子枪设计。本文介绍电子枪的结构及工作特点,给出一些主要参数的实验结果,并通过理论计算分析了用空心电子束进行冷却的优点。

应用于HIRFL-CSR控制系统中的光纤通信路由器

介绍了专门针对国家重大科学工程HIRFL-CSR控制要求而设计开发的光纤通信路由器。包括设计原理、硬件组成及应用范围。该光纤路由器具备RS232、RS485、标准以太网接口和光纤接口,可建立上述接口设备与光纤接口设备的光纤通讯网络。在工程中应用这种交换机解决了通信干扰等问题,满足了工程控制要求。

HIRFL-CSRe二极铁积分磁场测量

介绍了兰州重力加速器冷却储存环实验环二极磁铁积分长线圈测磁装置的构成,描述了实验环二极铁的分散性测量、横向分布测量、传递函数等测量内容及测量方法。实验环二极铁采用不断地加减硅钢铁片垫补和加调整线圈电流的方法来调整二极磁铁的有效长度来改变分散性。通过垫补和测量,二极磁铁的分散性在优化磁场时达到±2×10-4。同时给出了二极铁的横向分布和传递函数的测量结果。对二极铁的设计和加工进行了修正。

基于ARM920T的HIRFL-CSR前端总线控制器FBC-01

本文论述用于兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)控制系统的前端总线系统控制器FBC-01的硬件设计。该控制器是基于0.8mmBGA封装的AT91RM9200(ARM9)处理器,运行嵌入式LINUX操作系统。控制器可以连接标准的VGA显示器、键盘、鼠标,具有通用的10M/100M以太网接口、USB接口、RS-232接口、485接口、CANBUS接口。可以带SD卡、CF卡存储器。该控制器采用现场可编程的FPGA器件设计背板接口,并采用具有64mA高驱动能力的总线驱动器,不仅符合VME规范的电气要求,而且具有灵活的接口信号定义可编程能力,是HIRFL-CSR控制系统的关键部件。

HIRFL浅层肿瘤治疗终端治癌碳离子束物理特性的测量

对HIRFL浅层肿瘤治疗终端提供的碳离子束的物理特性进行了首次测量．结果显示,能量为80．55MeV/u的~(12)C离子束,其束流强度在0．001—0．1nA范围时,直径50mm照射野的均匀性为73．48%,束流强度在一段时间内的稳定性为80．87%．测得了束流在治疗装置等中心处的深度剂量分布,其高剂量的Bragg峰位处在13．866mm的水等效深度,反推出碳离子束在等中心处对应的能量为71．71MeV/u,与计算值基本吻合．对自由空气电离室的读数进行了吸收剂量的标定．测量结果显示,HIRFL浅层肿瘤治疗装置性能与临床治疗的要求相比稍有差距,为了达到治疗终端进行临床试验的要求,须对治癌装置性能做进一步的优化．

两种在HIRFL-CSR中使用的光纤通信适配器

介绍了两种针对HIRFL-CSR控制特点,自主开发设计的光纤通信适配器。包括设计思路、工作原理、硬件组成及应用范围。如何利用这两种光纤适配器远程控制具备RS232或RS485接口的仪器设备。在工程中应用这两种适配器和光纤替代RS485总线解决了通信干扰问题,满足了工程控制要求。

HIRFL-CSR六极磁铁电源研究与设计

介绍了兰州重离子加速器冷却储存环(HeavyIonResearchedFacilityofLanzhouCoolingStoringRing,简称HIRFL-CSR)六极磁铁电源工作原理及设计过程,研制了一台样机,介绍了调试过程中碰到的主要问题及其解决方法,并给出了实验结果。电源跟踪误差小于±4×10-4,满足了HIRFL-CSR的需要。