猝发双脉冲直线感应加速器组元研究

在原单脉冲直线感应加速器（LIA）组元的基础上，利用电缆延时和电缆反射两种方式获得了间隔500～1 000 ns的猝发双脉冲输出。在感应加速腔上进行了双脉冲实验，获得了幅度大于200 kV、前沿小于35 ns、平顶大于60 ns的双脉冲加速电压波形。两种方式中第一个脉冲的前沿和幅度都达到了原单脉冲组元的水平，表明加速腔负载的变化对波形没有明显影响，但由于电缆对波形的损耗，第二个脉冲的幅度和前沿比第一个脉冲略差。可以利用水介质传输线来代替长电缆，减小传输线的长度及其对波形的损耗。两个脉冲间的幅度差异可以通过改变长电缆的阻抗来调节。实验表明，通过这两种猝发双脉冲的产生方式并结合加速腔磁芯的改进，可简单高效地完成原单脉冲LIA的双脉冲改造。     

1.2 MV大功率直流高压电源研制

 采用等边三角形结构的铁芯，次级线圈分成40级，分别进行三相全波整流，每级输出直流30 kV，串联后获得1.2 MV/A的直流高电压大功率输出。电源的能量转换效率大于95%，漏抗高达21.7%。采用无滤波电容结构，次级线圈星型/三角型接法交替使用，纹波系数小于±4%。整个电源密封在压力钢筒中，充0.8 MPa高纯度SF6气体作为绝缘介质，最大工作场强小于130 kV/cm。设计了专门的SF6气体冷却系统，气体温度控制在60 ℃以内，高电压由充气同轴传输线输出。在小负载条件下，电源各项指标满足技术要求，已经安装在1.2 MW，1.2 MeV大功率直流电子加速器上进行整机联调。     

多晶LaB6阴极的脉冲热发射特性

 采用多晶LaB₆材料制成平板二极管阴极，阳极采用钼材料，阴极采用热传导与热辐射加热，加热体为石墨。实验研究了不同阴极温度、不同真空度下的脉冲发射特性，并对热发射稳定性进行了分析。结果表明： 在动态真空系统中， 阴极发射面积为0.012 1 cm²， 工作真空度为2×10^-4 Pa， 阴极温度分别为1 600， 1 650和1 700 ℃，在脉冲宽度为40 ms、重复频率为107 Hz的条件下，最大脉冲发射电流密度分别为34.0，44.0和53.8 A/cm²; 2×10^-4，5×10^-4和2×10^-3 Pa压强下的发射能力没有明显的差异;脉冲宽度的变化不影响发射电流密度的变化。     

闪光二号加速器气体主开关同步触发系统

 设计并调试了闪光二号加速器气体主开关同步触发系统。该系统主要由同步控制部分和高压脉冲形成部分构成。整个触发过程包括同步信号的引出、整形滤波、快速比较电路传输、前级脉冲形成、高压脉冲产生。通过对同步信号的整形处理，解决了发生器电流上的高频信号干扰问题；经过快速比较电路和前级脉冲后，选取了同步信号开始工作的时间点，并形成十几V的触发信号；高压脉冲形成部分主开关采用场畸变结合预电离的方式，该结构的气体开关时间响应为50 ns，抖动小于5 ns，满足使用要求。调试结果表明:该系统输出脉冲电压幅值100 kV，前沿小于10 ns，系统的工作时延440 ns，抖动13.5 ns；可通过增加电缆长度来控制触发信号到达气体开关的时刻，实现气体主开关与Marx发生器的延时同步工作。     

基于PIC方法的二维束流动力学模拟程序及其初步应用

为了深入研究强流负氢束在强流质子回旋加速器CYCIAE-100轴向注入线中的传输, 利用split-operator方法分解外场和束流自身的空间电荷场的作用. 对外 场利用单粒子跟踪技术, 采用一阶线性近似; 对空间电荷场采用PIC方法, 利用 快速傅里叶变换求解Poisson方程. 用FORTRAN95语言开发了一个基于面向对象技术的二维宏粒子传输计算程序CYCPIC2D, 本程序可以计算任意分布的强流束在输运线上的传输.最后给出了对CYCIAE-100注入线的模拟计算结果, 并和程序ORBIT, TRACE 3-D的结果进行比对验证, 结果表明: 空间电荷效应在此注入线上有较大的影响, 而且3个程序计算的不同中性化的结果基本上一致; 束流强度达到几十毫安时, 基于PIC方法的两个程序CYCPIC2D和ORBIT的计算结果完全吻合, 而线性近似程序TRACE 3-D有明显差异.     

上海光源储存环横向反馈系统模拟计算

在同步辐射光源中, 阻抗壁不稳定性是一个很严重的问题. 要保证储存环在高流强下正常运行, 就需要安装一套横向反馈系统. 为了了解在横向反馈作用下束流的动力学性质,建立了一套横向反馈模拟计算程序. 并用该程序模拟计算了上海光源储存环横向反馈系统在闭轨误差(COD)、束流位置探测器读数误差以及梳状滤波等条件改变下的反馈效果.     

Structural Stability of CaCuMn6O12 under High Pressure and Low Temperature

In situ high pressure energy-dispersive x-ray synchrotron radiation diffraction and resistance experiments are carried out on CaCuMn6O12. Its crystal structure is stable in the measured pressure range. The equation of state of CaCuMn6O12 is obtained from the V/Vo - P relationship （V and Vo are the volumes at pressure P and at atmosphere）. The bulk modulus Bo is calculated based on the Birch-Murnaghan equation. Low temperature x-ray diffraction shows no phase transition occurring down to 160K.     

Helical Shell Structures of Ni-A1 Alloy Nanowires and Their Electronic Transport Properties

Six kinds of Ni-A1 alloy nanowires are optimized by means of simulated annealing. The optimized structures show that the Ni-A1 alloy nanowires are helical shell structures that are wound by three atomic strands, which is very similar to the case with pure metallic nanowires. The densities of states （DOS）, transmission function T（ E）, current-voltage （I - V） curves, and the conductance spectra of these alloy nanowires are also investigated. Our results indicate that the conductance spectra depend on the geometric structure properties and the ingredients of the alloy nanowires. We observe and study the nonlinear contribution to the I-V characteristics that are due to the quantum size effect and the impurity effect. The addition of Ni atoms decreases the conductance of the Ni-A1 alloy nanowire because the doping atom Ni change the electronic band structures and the charge density distribution. The interesting statistical results shed light on the physics of quantum transport at the nano-scale.     

Optimization on Synchrotron Radiation Lattice of BEPCII

The Beijing Electron and Positron Collider II （BEPCII） is a double ring electron positron collider, which can also be used as a synchrotron radiation （SR） light source. Since the BEPCII will start commissioning with SR mode in November 2006, it is essential to have a satisfying SR lattice. Here we first perform frequency map analysis on the original BEPCII SR lattice. The result shows that the resonance is really severe in the lattice and the transverse motion of particles is unstable. Then a new SR lattice is designed to obtain a large dynamic aperture and much more stable transverse motion. The dynamic aperture of the new lattice including nonlinear wiggler effect is calculated to be very good. This new SR lattice can be used in the commissioning stage of the BEPCII.     

中国散裂中子源RFQ的热分析

射频四级场(RFQ)加速器的水冷具有以下两种功用: 首先它可以把射频场发热带走, 维持RFQ腔的热稳定性及限制RFQ强体形变幅度; 其次, 当RFQ失谐时, 它还可以用来进行RFQ的调谐, 而同时又基本不影响RFQ的射频场分布. 由于RFQ粒子的传输效率对射频场的分布极其敏感, 在RFQ的运行中不再采用传统的用调谐器对RFQ进行调谐的方法. 本文通过热分析, 确定了RFQ加速器的水冷管道的数量和布局及最佳工作水温; 确定了RFQ失谐时, 如何利用水温变化来对RFQ进行调谐的方法.