高能同步辐射光源直线加速器初期调束取得重要进展

高能同步辐射光源（HEPS）是中国第一台第四代高能同步辐射光源,其加速器由直线加速器、增强器、储存环及输运线组成。报道了HEPS直线加速器的初期束流调试重要进展。HEPS直线加速器是一台500 MeV S波段常温直线加速器,由热阴极电子枪、聚束系统、主直线加速器构成。在按时完成设备加工、安装和老练的基础上,于2023年3月9日启动束流调试,当天实现束流全线贯通。3月14日束流能量达到500 MeV,束团电荷量达到2.5 nC。经过测量,直线加速器出口束流能散0.4%,能量稳定度0.06%,水平和垂直几何发射度分别为233 nm和145 nm。目前直线加速器束团电荷量可达到7.0 nC,相关束流调试正在进行。     

近景摄影测量技术在粒子加速器准直中的应用

第一次提出将近景摄影测量技术应用于国内粒子加速器隧道的控制点和设备测量，制定详细测量方案以适应加速器隧道狭窄空间环境，设计满足加速器隧道环境的半球目标、五面体目标，提出了编码立体化的方法，并在普通标准杆的短基线基准的基础上，增加跟踪仪测量的长基线基准进行约束。最后在中国散裂中子源的RCS环隧道中选取70 m长隧道进行测量实验，成功获取加速器控制网和设备的三维坐标，与激光跟踪仪结果对比，精度0.5 mm，显著提高测量效率，达到良好预期效果。     

三维控制网技术在BEPCⅡ储存环中的应用研究

介绍了加速器准直测量控制网的特点及BEPCⅡ储存环的控制网, 给出了基于全站仪和激光跟踪仪的三维控制网技术在该工程中的研究和应用情况, 联合利用这两种仪器, 采用三维测量方式建立了一个高精度的测量控制网, 着重分析了三维控制网的优缺点及增加全站仪观测值后对控制网精度的贡献, 并指出三维控制网技术具有较好的应用前景.     

中国散裂中子源准直控制网数据处理方法

以中国散裂中子源CSNS的直线加速器控制网为例,对其数据处理方法进行研究,采用平面与高程二维平差以及三维定向平差两种方式对准直控制网进行处理分析。同时,为了使准直数据处理更加简易便利,提出利用激光跟踪仪的测量软件SA实现三维定向平差的方法。通过不同软件及不同数据处理方法的对比,验证准直控制网数据处理的正确性,最终200 m长直线控制网点位精度优于0.2 mm,这为准直控制网的数据处理提供了指导。     

高能同步辐射光源磁铁数据库系统的设计

高能同步辐射光源(HEPS) 磁铁数据库系统的开发过程包括数据库设计、数据库创建以及用于存储查询的网页管理系统的整体结构设计和开发。根据对磁铁相关数据格式和功能需求的调研, 整个系统采用MySQL数据库, 将HEPS的磁铁相关数据规范统一地存储, 包括磁铁设计参数、磁铁设备信息和磁铁测量数据等。同时, 开发了一套基于web的数据录入、查询管理系统, 能够提供便捷的数据展示、数据获取等功能, 并可以连接HEPS命名数据库、参数数据库等, 对于磁铁设备的安装、运行和维护以及HEPS整体的设备信息管理具有重要的意义。     

数字束流位置探测器系统的信噪比需求分析

以高能同步辐射光源（HEPS）对BPM提出的位置测量分辨率要求为出发点,介绍了BPM系统的整体架构并推导出BPM系统的信号链路中各级信号所需达到的信噪比;并根据ADC采样数据的信噪比需求,计算出ADC采样时钟的抖动需求;最后介绍了能够测量BPM信号信噪比和采样时钟抖动的BPM测试平台。各项结论可以作为判断BPM系统各部分能否达到HEPS工程要求的标准。     

HEPS在轴注入冲击器系统及快脉冲电源样机研制

高能同步辐射光源(HEPS)是我国计划建造的下一代基于储存环的高亮度光源,束流自然发射度已经接近衍射极限。作为典型的低发射度储存环(LER),HEPS的动力学孔径远小于物理孔径,传统的离轴累积注入已经无法满足要求,只能采用基于strip-line kicker的在轴注入方案。为了实现逐束团操控,HEPS要求注入kicker脉冲电源底宽(3%~3%) < 10 ns,半高宽(50%~50%)>4.5 ns,幅度>±17.5 kV(50 Ω负载),重复频率>50 Hz。高能同步辐射光源验证装置(HEPS-TF)工程研制了一台基于DSRD的双极性快脉冲电源性能样机,在50 Ω负载上可以获得上升时间(10%~90%) < 2.6 ns,下降时间(90%~10%) < 3.2 ns,半高宽(50%~50%)>5 ns,底宽(3%~3%) < 10 ns,幅度>±18 kV的脉冲高压,可以满足HEPS注入基准方案——在轴置换注入的要求。     

双轴准直测量调节系统

根据"神龙一号"和"神龙二号"两台直线感应加速器的直线性偏差不超过±0.2 mm、角度误差不超过±2″和高程误差不超过±0.2 mm的总体精度要求,分析了影响准直安装精度的主要因素和误差限定值;确定了采用激光跟踪仪、全站仪和水准仪相结合,建立包括大六边形网和小四边形网两个层次的高精度控制测量网;再通过专门设计的串并联精密调节机构,依据合理的准直安装工艺达到准直安装的精度要求。经过在"神龙一号"直线加速器准直安装的验证,此方法满足精度要求。     

基于多视场拼接的飞机偏心定位距精确测量

针对某型飞机飞行试验中,无法采用常规机载影像测量方法精确计算飞机滑跑过程偏心定位距的问题,设计了一套基于地面多像机视场拼接的影像测量方案。通过在跑道边多点交错布设高速像机阵列,组成高速像机测量控制网,实现飞机滑跑过程影像的全覆盖;采用多摄像机交会接力测量以及数据拼接的方式,实现飞机偏心定位距的测量。实验仿真结果表明,采用该方案偏心定位距最大测量误差不大于3 cm,满足飞行试验精度要求。     

上海光源准直测量方案设计

 上海光源在准直测量方案设计中面临的最大挑战来自于松软地基及高精度的定位要求。上海光源的准直过程分为控制网测量、元件标定、预安装准直、现场安装及平滑测量5个关键步骤。采用激光跟踪仪和静力水准系统等测量手段，将控制网精度设计为0.08 mm，其余步骤精度达到0.05 mm，以保证相邻共架机构的准直精度达到0.12 mm，优于0.15 mm的设计指标。方案在注重精度指标的同时，还兼顾了可靠性、测量效率、费用及实时监测的可能性。     

基于合肥先进光源的准直参考网络机械系统设计及其仿真分析

新一代粒子加速器中磁铁位置与姿态的准确测量和安装依赖于各项技术的综合运用。实现磁铁在全局坐标系中准确定位,并且快速精密安装测量,为了建造高亮度、低发射度的第四代同步辐射光源,国家同步辐射实验室开展了"合肥先进光源(HALF)"的预研工作。作为准直测量系统的重要研究内容,创新性地提出了准直参考网络方法。为了保证准直测量精度,对准直参考网络的机械系统本身的形变要求很高,通过ANSYS软件对机械系统整机进行了静力学仿真,根据分析结果对准直基准板进行了优化设计,使其满足工作条件要求。     

振动线测量技术在高能同步辐射光源增强器预准直单元中的应用

高能同步辐射光源（HEPS）的预准直单元数量庞大,且磁铁准直精度要求极高,为检验HEPS增强器预准直单元磁铁准直精度,需要在实验厅按照一定比例对其进行振动线磁中心验证测量。基于预研阶段已研发的振动线系统,详细介绍了振动线磁中心测量原理及扫描方法,研究了HEPS增强器两铁单元的磁中心准直精度检测方法并进行了验证实验。设计并搭建了振动线高精度重复定位夹持机构装置,研究了振动线下垂量的修正方法,并对增强器两铁单元的磁中心扫描结果进行拟合分析。实验结果表明,HEPS增强器两铁单元满足磁铁间相对位置误差优于50μm的预准直精度要求。     

KTX ��������װ��װ���׼���Ĵ��������

介绍了反场箍缩KTX装置主机主要构成部件、安装精度要求以及装配方案。通过建立一个独立于装置之外且可永久保存的装配基准网,以及对坐标系控制网的测量数据分析,确保各部件的安装定位和准确测量。     

基于新型安全架构的HEPS插入件安全控制系统

高能同步辐射光源（HEPS）插入件控制系统的主要功能是实现插入件磁间隙的开合运动控制。插入件控制系统的安全运动对插入件、储存环和光束线站的设备和人员安全至关重要。针对HEPS插入件控制系统的安全需求,研究了工业安全设计的标准和规范,在国内外同类型插入件控制系统中首次设计和实现了基于新型安全架构的安全系统。安全系统的设计和实施符合国际安全标准,并达到了安全完整性三级的高安全等级。该系统已成功应用在HEPS测试束线低温波荡器中,并完成了系统性的测试。测试结果表明,HEPS插入件安全系统实现了所有预期的安全指标,达到了高安全等级工业控制系统的标准。     

单次通过型束流位置探测器的束流位置测量方法

针对当前单次通过型数字束流位置探测器（BPM）有效采样点数少、数据信噪比低、测量分辨率差的问题，提出了一种基于“束流单次通过”的数字BPM测量改进算法。该算法通过模拟信号的功分-延迟-合成，增加了有效采样数据，并通过采样数据的截取与数据拼接、数字滤波等数据处理方式，提高了采样数据的信噪比，并最终实现了BPM测量分辨率的提高。实验结果表明，该算法在不改变模数转换器（ADC）采样率的情况下，将单次通过型BPM的测量分辨率提高了约2倍。该测量方法为提高单次通过型BPM的测量分辨率提供了一种新的解决方案，已成功应用于北京正负电子对撞机（BEPCII）和高能同步辐射光源（HEPS）直线加速器项目中。     

KTX 反场箍缩装置装配基准网的创建与分析

介绍了反场箍缩KTX装置主机主要构成部件、安装精度要求以及装配方案。通过建立一个独立于装置之外且可永久保存的装配基准网,以及对坐标系控制网的测量数据分析,确保各部件的安装定位和准确测量。     

ADS超导直线加速器的准直方法北大核心

现代加速器科学实验装置的搭建是一项系统而繁杂的工作,其中应用到多种学科的专业技术。主要介绍了中国科学院近代物理研究所ADS直线加速器工程项目中的加速器标定准直安装的一般流程和方法,包括加速器控制网的建立、加速器元件的标定、加速器元件支架位置的放样和加速器元件的准直等。该项工作使用的仪器包括激光跟踪仪、关节测量臂,从理论角度讲解了加速器控制网的布设规则,标定测量坐标系的建立方法,准直工作数据处理的意义和计算方法,以及该系统工作所最终取得的成就。     

武威重离子治癌装置高能束线的准直安装

武威重离子治癌装置高能线爬升段上下跨度约为18m,由于超大超重元件的悬空安装和狭小的安装空间及通视条件不足,使得就位时磁铁的位置及角度与地面做标定时不同,给准直安装工作带来了挑战。借助于激光跟踪仪和三维控制网,通过多重坐标转换,探索了一种新的方法,消除了爬升段磁铁调节时角度带来的偏差,有效提高了准直安装的工作效率,使得最后所有的磁铁安装各向安装误差均控制在0.10mm以内,其结果优于该装置的精度要求,为整体安装进度提前提供了有力保证。     

ADS超导直线加速器的准直方法

现代加速器科学实验装置的搭建是一项系统而繁杂的工作,其中应用到多种学科的专业技术。主要介绍了中国科学院近代物理研究所ADS直线加速器工程项目中的加速器标定准直安装的一般流程和方法,包括加速器控制网的建立、加速器元件的标定、加速器元件支架位置的放样和加速器元件的准直等。该项工作使用的仪器包括激光跟踪仪、关节测量臂,从理论角度讲解了加速器控制网的布设规则,标定测量坐标系的建立方法,准直工作数据处理的意义和计算方法,以及该系统工作所最终取得的成就。     

上海光源HLS系统技术方案

地基不均匀沉降会引起加速器磁铁等关键部件的位置变化,这些变化对加速器运行的影响越来越受到国内外各实验室的重视.在建的上海三代同步辐射光源地处地质条件复杂的上海浦东,有必要建立对加速器所在的地基和关键部件的不均匀沉降的监测系统.静力水准系统(Hydrostatic Levelling System,HLS)主要用于实时监测地基以及支撑在垂直方向(高程)的位置变化.本文讨论了上海光源中静力水准系统的设计方案,主要参数,以及理论计算等.通过讨论可以更全面了解在加速器中建立静力水准系统的重要性和必要性.