重离子治癌装置研究

介绍了重离子治癌装置的最新发展状况 ,比较了两类典型的旋转机架的结构及光学特性 ,给出了离子光学的限制条件 .设计了一台桶形机架 ,为兰州重离子冷却储存环应用于医学治疗进行了预研. A simple plane rotating gantry is proposed at the Heavy Ion Research Facility in Lanzhou (HIRFL), where a new project named Cooling Storage Ring is under construction. The gantry is 18 metre long, 5 metre high from upper beam axes to rotation axes. It consists of eight quadruples, two 45° and one large aperture 90° dipole magnets. It is equipped with a two direction magnetic raster scanning system. A beam spot of radii between 2 to 5 mm can be achieved at∶...     

储存环内电子冷却过程模拟

考虑储存环内离子的横向振荡和纵向振荡的运动特性,模拟了HIRFL-CSR内重离子束的电子冷却过程.给出了离子束的横向发射度和纵向动量散度随时间连续变化的图象,由此分析了电子束的空间电荷效应,冷却段色散函数和横向电子束温度对冷却过程快慢的影响.     

ECR源的新工作模式

叙述了兰州重离子加速器ＥＣＲ２源所使用的新工作模式的条件、特点及高电荷态离子束的输出性能，给出了对该模式特点的初步分析．     

一种改进型ECR离子源的设计计算

本文介绍了具有ω_ecr共振面,2ω_rf闭合等值面的ECR离子源的设计思想.文章同时给出了二峰值约为0.8T的轴向磁镜场和最大场强为0.8T的径向六极约束磁场的设计计算数据.设计结果表明这种改进型ECR离子源的ω_ecr共振面在轴向展宽比现在引进的CAPRICE型离子源的ω_ecr共振面在轴向展宽有极大提高,并产生闭合的2ω_rf等值面.这些设计参数表征着高电荷态的离子束强度将有很大提高.     

束流线性耦合效应的初步研究

在储存环的束流传输系统中,斜四极场和纵向螺线管场是引起束流线性耦合的主要原因.由于这种耦合,使得束流的幅度和发射度发生交换,引起束流横向包络的增大,严重的将造成束流损失.从Betatron运动方程出发研究了斜四极场和螺线管场存在时束流的幅度耦合效应,分析了斜四极场存在时束流发射度的变化.     

HIRFL-CSR重离子束内散射效应

电子冷却本质上是电子冷却作用与重离子束内散射作用的动态平衡过程. 在Bjorken和Mtingwa束内散射理论的基础上, 应用对称椭圆积分的方法做束内散射增长率的数值模拟, 并应用于HIRFL-CSR的磁铁聚焦结构. 计算结果表明, 束内散射不会成为CSR磁聚焦结构设计的障碍, 并且CSR可以达到冷却设计指标.     

兰州放射性核束流线 *

描述了兰州重离子加速器国家实验室最近建成并已投入运行的新装置———兰州放射性核束流线 (RIBLL) .RIBLL是PF型双消色差反对称结构放射性核束分析设备 ,它的立体角接收度≥ 6 .5msr,动量接受度± 5 % ,最大磁刚度4.2Tm ,元素分辨>150 ,质量分辨>300 ,最短分辨时间 <1μs.初级束流的入射角在 0°～ 5°范围可调 .RIBLL已为第一批物理实验提供¹⁷N ,⁸He等多种放射性核束流 .     

一台14.5GHz新型高磁场高电荷态ECR离子源

自行研制成功一台14.5GHz新型高磁场高电荷态电子回旋共振(ECR)离子源.描述了该离子源结构特点、参数优化及其磁场分布,并给出了调试测量结果.该离子源轴向磁镜场在轴线上的最高磁场可达1.5T,六极永磁体在弧腔内表面磁场可达1.0T.经初步调试,可得到0⁷+140eμA,Ar¹¹+185eμA,Xe²⁶⁺50eμA.所得结果与1998年国际上最好的ECR离子源进行了比较.     

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。     

重离子加速器的现状

1911年卢瑟福发现原子核以后的约50年中,核反应的入射粒子主要局限于质子、氘、氚、氦核和中子。在轻粒子核反应的实验基础上,发展了两种解释反应机制的理论——复合核模型和直接作用模型(壳结构)。这两种模型都基本上没有考虑核物质的集体运动。重离子加速器为重离子核反应的发展提供了条件。