兰州重离子加速器分时供束的Chopper模式解析

介绍了兰州重离子加速器分时供束系统中Chopper模式解析子系统的体系结构及硬件组成,分析了软件需求,并采用多线程技术设计了Chopper模式解析程序。首先使用NI-DAQmx函数实时读取PXI6133数据采集卡上采集的Chopper模式脉冲,然后对其作进一步分析,最后使用TCP/IP协议将相应的工作模式控制指令发送给控制器。设计的程序达到了系统要求,实现了Chopper模式自动转换的功能,并通过了现场测试。     

兰州重离子加速器

 兰州重离子加速器是由注入器(SFC)和主加速器(SSC)组成的加速系统。离子源产生的重离子束,由注入器预加速,经前束流线传输并匹配到主加速器,在主加速器内加速到最高能量后引出,经后束流线传输到实验终端。 加速后的各种离子束,主要用于重离子核物理研究,例如,用于重离子核反应机制、核结构以及新核素的合成等。另外,重离子束对许多非核科技领域的研究,例如,对材料科学、原子物理学、辐射生物学、辐射医学等领域的研究,已展现出日益广阔的前景。     

兰州重离子直线加速器设计初步

兰州重离子直线加速器是作为兰州重离子冷却储存环(CSR)未来的注入器而开始的一个新项目, 其目的是为CSR提供更好束流品质及更高流强的束流, 更加充分的发挥CSR的潜能, 同时也可以为超重等研究直接提供束流. 其设计最小荷 质比为1/6, 引出能量为16MeV/u, 设计流强为1A.μA, 工作频率为100MHz及其倍频200MHz.采用超导ECR离子源、RFQ及IH型DTL加速结构的方式, 设计总长度小于40m. 整个工程分阶段进行,现阶段的工作重点是第一个IH腔体之前的工作于基频的部分, 本文主要介绍这部分的动力学设计及整台机器的基本参数.     

兰州重离子加速器的大面积电离室实验终端

本文叙述了与兰州重离子加速器配套建造的物理实验终端之一——大面积电离室实验终端的一般概貌.介绍该实验终端的基本结构及所配置的探测器系统.并给出若干探测器测试性能的结果.最后还简介了目前在该实验终端上正在开展的中能重离子区域反应机制研究的课题.     

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。     

兰州重离子加速器冷却储存环束流累积研究

对兰州重离子加速器冷却储存环加速器主体的主要功能环——主环的束流累积方法和设计进行了研究 .为了使主环对不同种类的重离子束流都具有较强的累积能力 ,在设计时考虑采用电子冷却参与下的两种束流累积方法 :多次多圈注入和射频堆积 .对这两种方法 ,电子冷却的冷却时间都是将束流累积到高流强的关键因素. The beam accumulation methods of HIRFL CSR(Heavy Ion Research Facility of Lanzhou and Cooler Storage Rings) project were studied. Two accumulation methods will be adopted to increase the beam intensity of CSRm. For both multiple multi turn injection method and RF stacking method, electron cooling of beam plays an important role.     

兰州重离子加速器冷却储存环

 兰州重离子加速器(HIRFL)由用作注入器的扇聚焦回旋加速器(SFC)和分离扇回旋加速器(主加速器SSC)组成,是加速中、低能重离子束流的回旋加速器系统.     

HIRFL新的束流分配系统

随着CSR的建成和兰州重粒子加速系统(HIRFL)实现质子加速,HIRFL现有的束流传输系统已不能满足越来越多的物理实验对供束时间的要求,为此,对原有的HIRFL的束流输运系统进行了分时供束改造,新的束流分配系统可以在给CSR供束和不供束两种情况下,同时使用SFC和SSC的束流在多个实验终端进行物理实验,介绍了新设计的HIRFL束流分配系统的布局和束流光学计算结果.     

Study on charge equilibration time of highly charged ions in carbon foils

Charge state distribution of 0.8MeV/u uranium ions after transmission through a thin carbon foil has been studied. It is observed that the charge state distribution is equilibrated after the uranium ions have passed through a 15 $\mu $g/cm$^{2}$ carbon foil. The equilibrated average charge state is 33.72 and the charge equilibration time of uranium ions in carbon foil is less than 5.4fs.     

Study on charge equilibration time of highly charged ions in carbon foils

Charge state distribution of 0.8MeV/u uranium ions after transmission through a thin carbon foil has been studied. It is observed that the charge state distribution is equilibrated after the uranium ions have passed through a 15μg/cm^2 carbon foil. The equilibrated average charge state is 33.72 and the charge equilibration time of uranium ions in carbon foil is less than 5.4fs.     

Broadband non-polarizing beam splitter based on guided mode resonance effect

A broadband non-polarizing beam splitter (NPBS) operating in the telecommunication C+L band is designed by using the guided mode resonance effect of periodic silicon-on-insulator (SOI) elements. It is shown that this double layer SOI structure can provide ～50/50 beam ratio with the maximum divergences between reflection and transmission being less than 8% over the spectrum of 1.4 μm～1.7 μm and 1% in the telecommunication band for both TE and TM polarizations. The physical basis of this broadband non-polarizing property is on the simultaneous excitation of the TE and TM strong modulation waveguide modes near the designed spectrum band. Meanwhile, the electric field distributions for both TE and TM polarizations verify the resonant origin of spectrum in the periodic SOI structure. Furthermore, it is demonstrated with our calculations that the beam splitter proposed here is tolerant to the deviations of incident angle and structure parameters, which make it very easy to be fabricated with current IC technology.     

ICF激光驱动器间接驱动兼顾直接驱动打靶角度的优化设计

为了增加ICF激光驱动器的灵活性,使其可满足多种聚变点火方式,激光驱动器激光打靶角度的优化设计应以间接驱动为主,同时兼顾直接驱动。以神光Ⅲ主机装置为例,基于已有的间接驱动激光打靶角度设计,用球谐模和三维辐照场方法,完成了兼顾直接驱动打靶角度的优化,结果表明优化设计的打靶角度可实现小于1%的球靶表面辐照均匀性。同时分析了激光参数对辐照性能的影响,并获得了满足直接驱动要求的陡边小焦斑设计。     

极坐标系统下进行直角坐标扫描的离子束抛光

在离子束抛光设备研制过程中,离子源扫描运动方式的选择是很关键的,一般分为直角坐标方式扫描和极坐标方式扫描两种。根据两种扫描方式的特点,在极坐标系统下进行直角坐标扫描方式加工。该种方法采用直角坐标扫描方式下的驻留时间计算,算法相对简单。该种方法在极坐标系统下进行加工,同等情况下可加工圆形镜面的口径比直角坐标系统下更大些;而且离子源的可移动区域是一条直线,其余地方可以摆放其他设备,空间利用率较高。对这种新思路进行仿真分析,证实了其具有可行性。     

ICF激光驱动器间接驱动兼顾直接驱动打靶角度的优化设计

为了增加ICF激光驱动器的灵活性,使其可满足多种聚变点火方式,激光驱动器激光打靶角度的优化设计应以间接驱动为主,同时兼顾直接驱动。以神光Ⅲ主机装置为例,基于已有的间接驱动激光打靶角度设计,用球谐模和三维辐照场方法,完成了兼顾直接驱动打靶角度的优化,结果表明优化设计的打靶角度可实现小于1%的球靶表面辐照均匀性。同时分析了激光参数对辐照性能的影响,并获得了满足直接驱动要求的陡边小焦斑设计。     

Theoretical analysis for transmission of Gaussian and sine time irradiance of electromagnetic beam in collisional dusty plasmas

A theoretical model of propagation of Gaussian and Sine time irradiance of an electromagnetic beam in collisional dusty plasma has been done in the present analysis. It contains equilibrium of dust charge, particle density, and energy of plasma ingredients having charge neutrality. Ionization of neutral particles, recombination of free electrons with ions, adsorption and emission of electrons from dust grain surface, and binary collisions between plasma components are also considered in this treatment. Time varying behaviour of modified electron temperature and collision frequency has been illustrated numerically as a function of dust densities. Also, the comparative analyses of variation of beam waist parameter with the dimensionless length of transmission for both the Gaussian and Sine time irradiance are involved in this model as a function of distinguishable time width, collision frequencies, and dust densities under the condition that the size of dust nebulous is greater than the electrons mean free path for the adsorption on the dust grain surface. The observed results are significant for the applications in industry and astrophysics.     

强流辐照钛合金表面特征的原子力显微研究

利用原子力显微术的轻敲模式(TM-AFM),并采用形貌与相位同时成像技术对强流脉冲离子束(IPIB)辐照前后试样表面进行了系统标征,得到了试样表面的高度像及相位像的衬度.分析结果表明:在高流强密度、多次脉冲条件下,IPIB辐照可使试样表面变得光滑化,从相位像中可以定性分析出辐照后表面硬度也得到一定程度的提高.