RF system design and measurement of HIRFL-CSRe

An RF system for the CSRe (cooling storage experimental ring) is designed and manufactured domestically. The present paper mainly describes the RF system design in five main sections: ferrite ring, RF cavity, RF generator, low level system and cavity cooling. The cavity is based on a type of coaxial resonator which is shorted at the end with one gap and loaded with domestic ferrite rings. The RF generator is designed in the push-pull mode and the low level control system is based on a DSP+FGPA+DDS+USB inter...

CSRe电子冷却模式下核质量测量研究

研究了CSRe电子冷却模式下使用线性质量刻度时,空间电荷效应对测量精度的影响、CSRe上测量190Ir质量的实验可行性以及估算了电子冷却模式下,使用非线性刻度法所能达到的测量精度。理论上的分析表明,CSRe在束流和二极铁磁场稳定的理想情况下,如果电子冷却对同种离子束的冷却效果能达到δp/p=10-6量级,采用非线性刻度的方法,能够对像190Ir这样的重离子达到σ(m)/m≈10-8的测量精度。

CSRe二极铁电源关键技术分析

CSRe二极铁电源是一种高速、高精度的大功率晶闸管脉冲/稳流电源,分析该电源采用的一种改进型晶闸管整流技术、由IGBT组成的并联型有源滤波器技术和双环嵌套的PI调节器技术,给出调试时采集的波形,对电源的稳定度和电流纹波进行数据处理.调试中经过不断改进,达到了CSRe二极铁电源应用在兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)中的设计要求.

CSRe团簇内靶的真空与分子泵监测系统的设计

介绍了国家重大科学工程项目——兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)的实验环(CSRe)团簇内靶真空与分子泵监测系统。该系统主要通过一个应用程序获取各真空规及分子泵的状态值,并存入、更新Oracle数据库。浏览器上的ActiveX从Oracle中读取各设备状态值进行显示,如果状态值在警戒范围,则做出相应的控制操作。该系统在实验测试中运行良好,能满足实验的要求。

CSRe团簇内靶的温度控制系统的设计

介绍了国家重大科学工程项目——兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)的实验环(CSRe)团簇内靶的温度控制系统。这个系统主要通过远程控制加热功率来改变喷嘴的温度。温度的测量是通过测量铜丝的电阻得到,加热电流和测量部分构成反馈回路,实现温度的自我调节和手动调节,以满足实验的要求。

CSRe与RIBLLⅡ实时数据交互系统

介绍了国家重大科学工程项目——兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)的实验环(CSRe)以及RIBLLⅡ的子系统——实时数据交互系统。该系统主要实现对前端电源设备的实时同步控制,具体的实现方法是从控制Web界面输入的前端控制设备所需的数据信息传送至中心Oracle数据库,再更新至前端服务器的Oracle数据库,随后传送至ARM板中的sqlite数据库,给DSP板提供输入数据信息,通过同步触发事例对电源设备进行同步实时控制。该系统正在RIBLLⅡ的测试中,运行正常、可靠性强、性能稳定。

RIBLLⅡ与CSRe中束流控制系统的设计

介绍了兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)的实验环CSRe以及次级束线RIBLLⅡ中束流控制系统的设计。该系统主要采用了Java,COM,Oracle,ARM,DSP,FPGA等技术实现了对磁铁电源的实时、同步控制,已达到对束流的控制。该系统已经运行于现场的束流调试中,并在RIBLLⅡ的束流调试中运行正常、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-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。

CSRe减速模拟

对兰州重离子加速器冷却储存环实验环中束流的减速过程进行了模拟研究 ,采用变换谐波的方式将粒子减速到较低能量 ,以适应高精度原子物理实验的需要 .根据模拟结果得到了减速过程各个时刻粒子在纵向相空间分布 ,并给出了高频参数在减速过程中的变化曲线 .

A pilot experiment for mass measurement at CSRe

A pilot experiment of mass measurement was performed at CSRe with the method of isochronous mass spectrometry. The secondary fragments produced via RIBLL2 with the primary beam of 400 MeV/u, Ar-36 delivered by CSRm were injected into CSRe. The revolution periods of the stored ions, which depend on the mass-to-charge ratios of the stored ions, were measured with a time-of-flight detector system. The results show that the mass resolution around 8 x 10(-6) for Delta m/m is achieved.

FIRST ISOCHRONOUS MASS MEASUREMENTS AT CSRe

With the commissioning of the Cooler Storage Ring at the Heavy Ion Research Facility in Lanzhou (HIRFL-CSR), a pilot experiment operating the CSRe in isochronous mode to test the power of HIRFL-CSR for measuring the mass of the short-lived nucleus was performed in December of 2007. The transition point gamma t of CSRe in isochronous mode is 1.395 which corresponds to the energy about 368 MeV/u for the ions with atomic number-to-charge ratio A/q = 2. The fragments with A/q = 2 of Ar-36 were injected into CSRe and their revolution frequencies were measured with a fast time pick-up detector with a thin foil in the circulating path of the ions. A mass resolution of better than 105 for m/Delta m was achieved.

兰州重离子加速器团簇内靶装置控制系统设计；Design of a Control System for HIRFL-CSRe Internal Target Facility in Lanzhou

介绍了兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)的实验环(CSRe)团簇内靶装置控制系统的设计。该内靶系统由多种设备构成,包括喷嘴测温与加热控制子系统、真空与阀门监测/控制子系统、分子泵监测与控制子系统、数据处理与流程软件子系统等部分。该系统在内靶实验中工作状态良好,满足了内靶实验的需求。在该控制系统的支持下,2010年1月第一轮辐射电子俘获物理实验顺利完成。

基于P2P技术的CSRe冷却装置控制系统设计；Design of Control System for CSRe Cooling Equipment Based on P2P Technology

HIRFL-CSR工程对CSRe冷却装置电子冷却部分的控制系统在实时性和可靠性方面提出了非常高的要求。电子冷却工作环境复杂,各种干扰难以预测。从电子冷却的控制系统改进出发,以实现电子冷却的自动调束为目标,以高端FPGA和ARM嵌入式系统为基础,采用P2P通讯技术和神经元网络算法来实现对电子冷却的自动控制。该控制系统对电子冷却控制的完善提供了先进的硬件平台和软件实现方案。