Study of influence of radial matcher section end shape on RFQ cavity frequency

To investigate the feasibility of using a form cutter to machine the Radial Matcher Section (RMS) of the Radio Frequency Quadrupole (RFQ) for the Accelerator Driven System (ADS) project at Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences (IMP, CAS), the influence of RMS end shape on the RFQ cavity frequency is studied. The results indicate that using a form cutter to machine the RMS of an RFQ will indeed influence the cavity frequency. The RMS end shape will give more influence to a shorter RFQ cavity. For the 4.2 m ADS RFQ, the influence is negligible, which means that a form cutter can be used to machine the RMS.     

随机阈值冲击模型金属化膜脉冲电容器可靠性分析

基于惯性约束聚变强激光装置中金属化膜脉冲电容器"自愈"的失效机理,提出了更为适合的冲击模型金属化膜脉冲电容器可靠性评估方法。现有的加速退化试验中,失效阈值往往是事先确定的,但考虑可靠性产品个体差异及环境影响的不同,这是不合理的,针对此问题提出了基于随机阈值的冲击模型金属化膜脉冲电容器退化建模的方法。由于模型过于复杂,采用MCMC方法进行参数估计。最后通过对电容器的仿真实验,将随机阈值下的评估结果与固定阈值的情况相对比,说明了该模型和方法的合理性,并进一步分析了不同的阈值分布均值和方差对产品可靠性的影响。     

一米长四翼型RFQ调谐研究(英文)

为获取ADS工程中四翼型RFQ加速器在设计、调谐和运行等方面的经验,设计和建造了一台一米长四翼型RFQ加速器。该RFQ的设计频率为162.5 MHz,但是测量结果显示即使没有调谐器时,腔体的频率也为163.7 MHz。为降低腔体频率,使用四线模型理论进行了分析并重新设计了腔体的端板。使用了二极模稳定杆来加大四极频率与相邻二极频率的间隔。最终测量结果显示,在腔体电压分布没有大的波动的情况下腔体频率达到了设计频率。同时,腔体Q值降低了1%,这就要求需要更多的功率注入腔体。使用水对二极模稳定杆进行了冷却,以便腔体能够稳定工作。     

不同收光方式下煤粉流的等离子体信号探测

针对煤粉流组分分布的不均匀性, 研究不同收光方式对煤粉流的激光诱导等离子体的光谱信号收集效果的影响.选用电厂常用燃煤神木混为实验对象,利用自行搭建的气固两相流实验台架产生稳定煤粉流,对比同向收光方式和侧向收光方式下煤的特征谱线信号探测的强度和稳定性.研究结果表明,相同实验条件下,中间穿孔反射镜使同向收光方式下探测的光谱信号强度较弱,而等离子体信号源位置沿激光束轴线的变化、等离子体信号本身沿空间分布的不均匀性及煤粉流的阻挡作用使侧向收光方式下探测的光谱信号稳定性较弱.     

四杆与四翼型RFQ内的二极场研究

RFQ (射频四极透镜) 是直线加速器中最重要的前级聚焦加速结构，其工作模式下束流孔中的电场四极对称性是保证束流品质及加速效率的关键。为了解决其各自存在的工作模式下四极场的不对称问题，分别对四杆型RFQ 和四翼型RFQ 的结构和模式谐振特性做了研究。针对四翼型RFQ，模拟显示双端口对称耦合的方式从抵消二极模式和提高结构对称性两方面来达到削弱工作模式下的场分布中二极量的目的，对一个1 m段四翼RFQ 模型腔的测量证实了双端口对称耦合抵消腔内二极模式的有效性；针对四杆型RFQ 的二极场，以SSC-Linac 项目的RFQ 为原型，利用三维模拟计算软件CST-MWS 进行模拟，通过改进支撑板的结构并调整参数，完全地消除了工作模式下的极间二极场，且理论上此种改进方法对支撑板结构的四杆型RFQ 均有效。Radio Frequency Quadruple(RFQ) is the most important front-end acceleration structure in linear accelerators.It can focus and accelerate beam in longitudinal and transversal direction, simultaneously. Symmetric of electric field in acceleration aperture is very important for the beam dynamics. To an idea RFQ, there is only quadruple electric field in the acceleration aperture. The dipole field in aperture is harmful and need be as small as possible. The methods to reduce it are studied in a four-rod RFQ and a four-vane RFQ in the article ndependently. To a four-vane RFQ, the symmetrical double-port couplers are employed to counteract the neighboring dipole modes. The availability is confirmed by the simulation with the 3-D Finite Element tool, CST-MWS. And it is also observed by measuring a model-cavity with a symmetrical double-port couplers. To a four-rod RFQ, a new structure of stems is proposed to reduce the dipole mode.Taking the RFQ for the SSC-LINAC project as example, the dipole mode contributions to the electric filed is completely eliminated by selecting stem’s parameters carefully. It is confirmed by the simulation of CST-MWS. heoretically, this method is independent with the frequency of an RFQ and serves for all RFQs with 4-rod or 4-wane structure.     

煤粉颗粒流在不同焦点位置条件下的激发特性

将激光诱导击穿光谱技术应用到煤粉颗粒流测量中,分析激光与样品流相互作用,并考察不同的聚焦焦深对等离子体激发特性的影响。在自行搭建的两相流的实验台架上,在大气环境条件下,利用激光器分别对1.0,0.5,0,-0.5, -1.0 mm焦深作用条件下的煤粉颗粒流进行击穿,同时利用光谱仪对等离子体信号进行采集。在相同的激光能量以及收光角度等条件下,改变聚焦激光的焦深,分析对比不同焦深下的等离子体温度、电子密度以及对煤元素分析中关注的C, Si和Al三个代表元素的光谱强度的变化规律。结果表明,不同的激光聚焦焦深对等离子体温度、电子密度和元素光谱强度的影响规律较为明显,三个参数整体变化规律是一致的,最优点为0 mm,其次为1.0,0.5,-0.5 mm,最劣点为-1.0 mm。     

液滴爆炸中马兰戈尼效应的研究

本文主要研究了当水和乙醇的混合溶液沉积在植物油上时的不稳定性,液滴暂时扩散并自发地分解成数千个微小的液滴形成液滴爆炸现象.从分子结构、表面张力入手验证了这种现象是由液滴的润湿转变和马兰戈尼效应的相互作用导致的,讨论了现象发生的临界浓度与扩散系数的关系.并从液滴爆炸总时间、扩散半径两个维度来衡量碎裂现象,将实验探究与Comsol仿真分析相结合,得到影响液滴爆炸碎裂和最终液滴大小的参数.     

对一道范艾伦辐射带试题的深入分析及可视化仿真研究

北京市丰台区2021届高三上学期物理期末试题有一道题目提到这样一个有趣的现象,来自外层空间的大量带电粒子进入地磁场影响范围后,粒子将绕地磁感线做螺旋运动,形成范艾伦辐射带.运用磁镜理论对带电粒子在地磁场中的运动进行理论分析,再运用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对范艾伦辐射带现象进行可视化仿真,有效解决了学生对这道题目产生的种种疑惑.     

用于大气化学反应和二次有机气溶胶研究的实验室烟雾箱系统的搭建、测试与初步实验

为了从本质上认识和了解大气氧化反应进程以及二次有机气溶胶的形成机制,设计并搭建了一套实验室模拟烟雾箱系统．将质子转移反应质谱、同步辐射光电离质谱及气溶胶激光飞行时间质谱等特色质谱检测系统与烟雾箱结合,用于大气氧化反应气相和粒子相产物的定量与定性分析．通过一系列表征实验获得了该系统的基本参数,如烟雾箱内温度和光强特征,气体化合物和颗粒物的壁损耗速率,零空气的背景反应性及实验结果的可重复性．臭氧氧化α-蒎烯定量化实验和OH启动异戊二烯光氧化反应的定性检测结果进一步表明了该系统能够满足大气化学反应过程中气相和粒子相化学成分的定性分析及二次有机气溶胶的定量化研究的需要.     

利用位似解决问题

如果两个图形对应点的连线或其延长线交于一点,那么这两个图形就是位似图形,交点称为位似中心.位似的两个图形也是相似图形,具有相似图形的一切性质,如对应角相等,对应边成比例等.位似图形还有自己独特的性质,即对应点的连线或其延长线交于一点,对应线段平行或在同一直线上,据此可以画一个图形的位似图形,位似中心可选择平面内任一点,可以在图形的内部、边上或外部,画出的位似图形可以在位似中心的两侧,也可以在位似中心的同侧.近几年来,位似图形已不局限于作图,更多地与函数、作图形内的内接图形、点的坐标或位似判定相结合等,以下做一探析,供参考.