兰州CSRm小丸内靶热力学和流体力学的研究

兰州CSRm内靶终端是进行强子物理实验的平台，可开展奇异介子产生和衰变的研究、重子谱的研究、多夸克态的研究及介子介质效应和手征对称破缺与恢复等多方面的研究。这些物理目标都需要内靶实验终端提供足够多的事件率，并能进行准确的径迹构建。在众多候选的内靶装置中，小丸靶具有其它内靶所欠缺的优点，如可以获得与外靶实验相比拟的实验亮度，可以配置4π立体角的探测器单元等。因此，小丸靶被确定为CSRm内靶实验终端中的主要内靶之一。小丸内靶（Pellet Internal Target）就是将氦以外的某种气体通过低温冷却而形成的固体微球。小丸内靶靶束与储存环离子束在反应室正交并发生相互作用，其反应事例被反应室周围环绕的探测器单元探测到并被记录下来。这篇论文对小丸内靶装置的结构进行了简要的介绍，并对小丸在反应室内的热力学行为进行了模拟。计算表明，靶丸速度是影响靶丸在反应区正常运行的重要因素之一。靶丸速度越大，靶丸在反应室内爆炸的可能性越小。通过对小丸的速度进行的流体动力学分析，发现即使对所有实验条件进行优化，小丸内靶的速度至多能达到100 m/s左右

CSRm外靶实验装置中快塑料闪烁体阵列型探测器研制

随着HIRFL-CSR工程的顺利完工，更高能量和更多种类的束流可以用于实验，大大拓展了可开展的核物理实验研究的内容。为了更好的利用束流，促进核物理实验研究的深入，设计和建造新的大规模探测设备成为必然。本论文工作针对CSR主环外靶实验终端建设，完成了利用飞行时间方法探测中子和带电粒子的两种快塑料闪烁体探测器阵列的研制。其中中子探测器有效体积为1.5  1.5  1 m3，包含252个，两种不同结构的探测单元；每组带电粒子探测器（TOFW）由60个探测单元构成，有效探测面积为1.21.2m2。论文工作通过解决材料加工、抛光、粘接、单元包装、测试等一系列工艺难题，完成了中子探测器和三组TOFW探测器的安装和测试。利用宇宙射线测试得到两种类型中子探测单元和TOFW探测单元的平均时间分辨分别为278 ± 59、272 ± 44和258 ± 51 ps，扣除各种因素后，探测单元的本证时间分辨可以达到80、100和150 ps；对后者利用12C重离子束流在线测试，得到本证时间分辨好于70 ps,完全满足设计的要求。论文工作中还设计完成了探测单元中光电倍增管高压系统的控制和监测系统，并建立了以LED为光源的光刻度系统，用于探测单元的刻度和工作状态的在线监测。在终端现场对探测器进行的初步在束测试表明，两种探测器工作稳定，运行良好，其性能均满足实验需求

HIRFL-CSRm二极磁铁测量

本文从磁场测量的一般方法出发，简要介绍了磁场测量的基本理论和HIRFL-CSR（兰州重离子加速器冷却储存环）的二极铁积分测磁装置。测量装置主要包括探测线圈、积分器、步进电机驱动卡、步进电机、移动小车等。从HIRFL-CSR主环H型二极磁铁的设计要求出发， 根据积分测量的基本原理，着重介绍了CSR主环二极磁铁磁场分布测量、分散性测量、传递函数测量的方法、数据处理的方法和过程、及最后的测磁结果。为了提高测量结果的精度，使用了相对测量的方法，另外在分散性测量的论述中，用数学方法对相对测量进行了推导。在磁场分布性的测量中，根据测磁数据分析计算了磁场的高阶分量和二级铁的等效偏转角度随电流变化的结果。在测量分散性的过程中，对磁场垫补以达到CSR工程要求的方法和磁场特性了研究。在特殊磁铁的测量中，对调整线圈的磁场垫补的作用进行了测量。在CSRm二极铁的测量中，测磁的误差被给出， 且符合工程要求。

CSRm横向动力学研究

随着现代加速器向高能、强流、长寿命束流方向的发展，非线性动力学己成为现代加速器研究中一个非常重要的课题。本文从解析和数值模拟两方面对CSRm在存在各种场缺陷和安装准直误差情况下的非线性动力学进行了研究，并探讨研究了环型加速器中随时间变化驱动力-tune调制对粒子稳定性的影响。在解析研究方面，本文给出了储存环非线性束流动力学中基本理论、常用的表达式及研究方法做了详细介绍和推导。作为对非线性束流动力学解析研究的典型例子，本文给出了高杰推导出的存在不同非线性磁铁高阶场时动力学孔径解析表达式的详细推导过程。解析表达式能直观表示影响粒子运动稳定性的关键因素，但解析表达式所描述的lattice结构过子简单，只能看作是实际储存环lottice的近似。通过解析法可以研究主导粒子运动不稳定性的机制，但用来确定储存环动力学孔径强有力的工具是数值跟踪。用映射的观点，通过非线性变换，将表示通常粒子非线性运动的单圈映射用Normal Form来表示。用Normal Form这一数学工具，通过计算粒子运动稳定相空间体积确定了CSRm动力学孔径，求出了CSRm的高阶共振参数，半解析的研究了CSRm中tune随粒子振荡振幅的变换-Detuning效应。同时，跟用其他的数值方法的计算结果进行了比较。储存环中影响粒子运动稳定性的因素，除各种场缺陷和安装准直误差外，还有电源纹波效应等所引起随时间变化驱动力的影响。本文先从理论上分析研究了tune调制所引起的随机层宽度，扩散速度等，然后通过单粒子跟踪研究了tune调制对简单的FODo 1 ottice和CSRm的影响。用加速器中常用的MAD程序研究了CSRm横向动力学。对CSRm色品进行校正，并计算了色品六极铁对CSRmlattice的影响。通过实际的测量数据计算了二极铁的离散性和四极铁的安装准直误差所引起的闭轨畸变。由于CsRm二极铁黔的四极分量所引起 Tune移动时粒子在加速过程中经过共振线，所以对lattice黔行了修正。最后跟踪研究了lattice修正后的动力学孔径。

CSRm内靶实验中的轻离子束流储存寿命研究

束流储存寿命对于储存环的建造和内靶实验都是一个很重要的参数。由于重离子冷却储存环工程的优化，HIRFL-CSR主环将能提供2．SGev的质子束流，这为强子物理研究提供了一个很好的平台。设计并建立一套针对强子物理的内靶系统己经列入到计划当中，与内靶相关的束流储存寿命研究也随之展开。本论文首先分析了在内靶实验中束流储存寿命的影响因素，即真空管道中的残余气体分子、冷却电子束和内靶，以及束内散射和集体效应等，并用理论解析和数值计算的方法，对各种因素的影响程度进行估算。研究表明，内靶散射影响下的束流储存寿命比其他因素导致的短2～3个数量级，内靶是影响束流寿命的决定性因素。其次，对CSRm将来实验中主要用到的Pelle七内靶和碳薄膜靶做了简要介绍，并计算了它们的有效靶厚大约为lx10、切ms／cmZ和5火1017atoms／CmZ。再者，用理论推导方法，对内靶的多次库仑散射和束流能量损失扰动对束流的影响进行了研究，推导了束流的横向和纵向发射度增长与束流每次打靶产生的小库仑散射角均方值气s和相对动量分散气了：之间的关系，并通过数值计算的方法给出了CSRm内靶实验条件的发射度增长曲线。最后，建立了内靶散射的MOnte-Carlo模拟程序，在模拟数据的基础上，总结研究束流的发射度增长规律，以及束流存储寿命与内靶厚度和束流能量的关系。计算表明，当存在Pellet靶（1、1016atoms／cm2）和c膜（5*1017 atoms／cmZ）时，2800Mev质子束的束流储存寿命分别为397秒和0．7秒，将来的内靶实验亮度大约为2 x 1033cm-2·s-1。

Environmental and public health issues in Mount Isa : 2007 community survey

This report presents the results of a random telephone survey of 500 adult residents of Mount Isa, conducted in early November 2007. The study was funded by Xstrata Mount Isa Mines. The primary aim of the survey was to collect data about community perceptions and experiences of air quality in Mount Isa and to compare these results with those of a similar survey conducted in 2000 (MacLennan, Lloyd & Hensley, 2000). Both surveys also included questions relating to other aspects of the Mount Isa environment (e.g. water quality, heat, amount of greenery) as well as questions aimed at ascertaining respondents’ general attitudes towards environmental protection.

HIRFL-CSR commissioning in 2006 and 2007

HIRFL-CSR, a new heavy ion cooler-storage-ring system at IMP, had been in commissioning since the beginning of 2006. In the two years of 2006 and 2007 the CSR commissioning was finished, including the stripping injection (STI), electron-cooling with hollow electron beam, C-beam stacking with the combination of STI and e-cooling, the wide energy-range synchrotron ramping from 7 MeV/u to 1000 MeV/u by changing the RF harmonic-number at mid-energy, the multiple multi-turn injection (MMI), the beam accumulation with MMI and e-cooling for heavy-ion beams of Ar, Kr and Xe, the fast extraction from CSRm and single-turn injection to CSRe, beam stacking in CSRe and the RIBs mass-spectrometer test with the isochronous mode in CSRe by using the time-of-flight method.

重离子加速器中的软件无线电应用

This paper primarily elaborates automatic gain control design method in software radio receiver. It mainly uses in-phase and quadrature components quadratic sum to subtract the expectation of the output power to get the error statistic of the plus. The error statistic of the plus is smoothed by first order digital filter, and then is used to gain the output signals of controller. Thereby, it can make the system work well in certain dynamic region area of signals. It is designed for the Cooling Storage Ring ...中文文摘：本文主要阐述了软件无线电接收机中的相干AGC设计,主要利用了同相和正交支路的平方和与所期望的信号输出功率值相减,得到增益的误差统计量。该误差统计量经过一阶数字滤波器平滑,然后用于控制器输出信号的增益,从而使系统在一定的信号动态范围内都能工作。该设计主要用于兰州重离子加速器冷却存贮环的主环(CSRm)的重离子束团踢轨(Kicker System)的精确控制。

粒子加速器冷却储存环三维测量控制网中高程基准面的选择

介绍了冷却储存环(CSRm:Cooling Storage Main Ring)工程控制网的建立和测量概况,通过Leica高精度电子水准仪建立高程控制网,并引入到激光跟踪仪的控制网测量中,通过SA(Spatial Analyzer)软件的数据处理和分析,解决了API Tracker3激光跟踪仪"精确找平"和水准测量精度低的难题。

千兆电子伏重离子加速器——兰州冷却储存环

能量达千兆电子伏的兰州重离子加速器冷却储存环HIRFL-CSR,是一个集加速、累积、电子冷却及内外靶实验于一体的多功能双冷却储存环同步加速器系统,由主环CSRm和实验环CSRe构成,并以兰州重离子回旋加速器系统HIRFL作注入器。CSR将重离子束的能量从兆电子伏提高到千兆电子伏,同时利用空心电子束冷却技术将束流的动量分散及发射度降低1~2个数量级,并提供多种类的高电荷态重离子束以及放射性次级束(RIBs),以开展更高精度的物理实验及更广范围的应用研究。兰州冷却储存环于2006年建成并投入运行,实现了剥离注入与多圈注入、空心电子束对重离子束的冷却与累积、变谐波宽能区同步加速、等时性环型谱仪、RIBs的产生与收集以及重离子束的快慢引出,并实现了高能重离子束的空心电子束冷却,使得重离子束的动量分散降低到10-5量级,而发射度收缩到0.1πmm.mrad以下。同时,完成了短寿命近滴线核素的高分辨质量测量物理实验及高能重离子束深层治癌的临床应用实验。

兰州重离子加速器冷却储存环全面优质建成并投入运行

兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)是我国自主设计建造的第一个大规模、高能量、全离子加速的重离子冷却储存环系统,属国家"九五"重大科学工程。它利用原有的兰州重离子回旋加速器系统(HIRFL)作注入器,采取主环CSRm与实验环CSRe耦合的双环结构,可将重离子束的能量从1—100MeV/u的低中能区提高到500—1000MeV/u高能区。同时利用空心电子束冷却技术将束流品质提高一个数量级,并提供包括放射性束RIBs在内的更多种类的重离子束,用以开展范围更广、精度更高的物理实验,是一个开展多学科交叉研究的大科学平台。2000年4月HIRFL-CSR工程由原国家计委批准开工建设,总投资2.935亿元;2005年9月建成并开始试运行;2008年7月30日通过国家验收且正式投入运行。验收意见指出,HIRFL-CSR工程全面优质完成了建设任务,实现了验收指标,其中主环加速碳、氩束流的能量和流强超过了设计指标,总体性能达到了国际先进水平。

新型软件无线电正交同步采样方法

本文主要阐述了新型的软件无线电I、Q两路同步采样方法,主要利用了平方律部件、一阶环路滤波器和NCO来对I、Q两路采样时间差的进行闭环控制,实现了实时同步采样,降低了对AD芯片采样速率要求,同时也为后续的基带信号处理提供了方便。该设计主要用于兰州重离子加速器冷却存贮环的主环(CSRm)的重离子束团踢轨(Kicker System)的精确控制。

兰州重离子加速器冷却储存环

兰州重离子加速器冷却储存环HIRFL-CSR,是一个多用途、多功能的双冷却储存环同步加速器系统,由主环CSRm和实验环CSRe构成,并以兰州重离子级联回旋加速器HIRFL作注入器。CSR利用高频变谐波的方法,将重离子束的能量从7~25 MeV/u同步加速到200~1 000 MeV/u,同时利用重离子储存环中空心电子束冷却技术将束流品质提高1个数量级,并通过储存环的快引出及慢引出,提供多种类的重离子束以及放射性次级束(RIBs),以开展范围更广精度更高的物理实验。该装置于2007年投入运行,已取得了重要的运行结果,如实现了剥离注入与多圈注入、空心电子束对重离子束的冷却与累积、变谐波宽能区同步加速、等时性环型谱仪、RIBs的产生收集与ToF高分辨质量测量以及高能重离子束的变能慢引出等。

深层治癌重离子束的配送

利用重离子束流治疗深层肿瘤的临床实验将在中国科学院近代物理研究所(IMP)进行。束流配送系统是重离子治癌临床实验的关键系统,输送束流均匀辐照照射野。重离子束流经过回旋加速器初步加速,注入重离子冷却储存环(CSR)的主环(CSRm),累积、加速后通过共振引出,经深层治癌束运线输送到照射野。针对重离子治癌要求和现场可利用空间,优化设计了束运线,得到了灵活调节束斑尺寸的透镜参数。通过模拟束流扫描过程,验证了扫描系统的可行性。

兰州冷却环总体设计

兰州重离子冷却环CSR是兰州重离子加速器研究装置HRRFL的一项升级工程,是一个双冷却储存环系统,由主环CSRm和实验环CSRe构成．从HIRFL回旋加速器系统来的重离子束,首先注入到主环CSRm中进行累积冷却,然后加速到较高的能量引出打初级靶产生放射线次级束RIBs或高离化重离子束,这些次级束再被送到验环CSRe储存起来以开展内靶实验．