CSNS RCS注入横向相空间涂抹的研究

中国散裂中子源(CSNS)加速器系统由80MeV的直线加速器和1.6GeV的快循环同步加速器(RCS)构成. CSNS第一阶段采用H^－剥离注入方法, 将粒子数累积至1.88×10¹³. 注入束流被涂抹在较大的横向相空间内, 以减小空间电荷效应. 粒子注入后, 为了降低由空间电荷效果引起的工作点漂移和工作点弥散, 束流分布的均匀性很重要. 引入了评估束流分布均匀性的三个参数. 为了抑制注入过程中束流发射度和束晕的增长, 通过采用三维的模拟程序ORBIT, 对不同的横向相空间涂抹方案进行了比较. 同时还介绍了工作点、注入峰值流强和斩波调制比等因素对注入过程的影响.     

CSNS RCS注入涂抹凸轨磁铁脉冲电源设计

中国散裂中子源(CSNS)快循环同步加速器(RCS)是一台高束流功率质子加速器,RCS注入系统是将直线加速器预加速的负氢离子束流通过剥离的方式注入到RCS环中,注入系统采用凸轨方案和相空间涂抹技术并要求涂抹凸轨磁铁脉冲电源输出脉冲电流的下降沿能够被程序控制,电源采用IGBT.功率放大的方式产生脉冲电流,用程序控制电源的给定波形,通过电源反馈控制系统,使电源的输出波形跟随电源的给定波形,达到控制电源输出脉冲电流下降沿的目的.电源输出脉冲电流的跟踪误差是涂抹凸轨磁铁脉冲电源的重要指标,为了满足跟踪误差小于2%的指标,要求IGBT、拓扑频率大干400kHz.IGBT拓扑采用IGBT H桥串并联错相工作的方式达到分压、分流和提高频率的作用.高功率、高频率、快速的响应时间和最佳的反馈控制策略是涂抹凸轨磁铁脉冲电源具有良好性能的关键.     

CSNS RCS注入涂抹凸轨磁铁脉冲电源设计

中国散裂中子源(CSNS)快循环同步加速器(RCS)是一台高束流功率质子加速器, RCS注入系统是将直线加速器预加速的负氢离子束流通过剥离的方式注入到RCS环中, 注入系统采用凸轨方案和相空间涂抹技术并要求涂抹凸轨磁铁脉冲电源输出脉冲电流的下降沿能够被程序控制, 电源采用IGBT功率放大的方式产生脉冲电流, 用程序控制电源的给定波形, 通过电源反馈控制系统, 使电源的输出波形跟随电源的给定波形, 达到控制电源输出脉冲电流下降沿的目的. 电源输出脉冲电流的跟踪误差是涂抹凸轨磁铁脉冲电源的重要指标, 为了满足跟踪误差小于2%的指标, 要求IGBT拓扑频率大于400kHz. IGBT拓扑采用IGBTH桥串并联错相工作的方式达到分压、分流和提高频率的作用. 高功率、高频率、快速的响应时间和最佳的反馈控制策略是涂抹凸轨磁铁脉冲电源具有良好性能的关键.     

RFQ的束流动力学设计研究

本文评述了RFQ直线加速器对于加速低β粒子的重要优越性。给出了它的近轴区内高频电场的分布及粒子运动方程。叙述了束流的俘获效率及纵向相空间分布对于RFQ参数及注入能量的依赖关系。给出了750keV质子RFQ加速器的动力学设计研究。     

CSRm变谐波加速

 在研究兰州重离子冷却储存环(HIRFL-CSR)纵向相振荡运动特性的基础上,对主环(CSRm)内重离子的加速过程进行了模拟研究。选取由扇聚焦回旋加速器（SFC）剥离注入的能量为7 MeV/u,动量散度为±0.5%的¹²C⁶⁺典型离子,模拟了CSRm内束流的加速过程,加速的最终能量为1 GeV/u。在加速过程中采用了变换谐波的方式,解决了较低能量下的加速问题。模拟结果给出了不同时刻粒子在纵向相空间的分布以及各主要高频参数随时间的变化曲线。     

100MeV强流质子回旋加速器轴向注入系统和中心区物理设计

100MeV强流质子回旋加速器设计的引出质子束流强为大于200μA, 并计划提供脉冲束流. 轴向注入系统设计有两条注入线, 即1#和2#注入线. 1#注入线利用负氢束的中性化以解决强流连续束流的注入,为保证达到高中性化程度, 横向聚焦均采用磁元件; 2#注入线的设计目的主要是提供一定流强的脉冲化束流,由于脉冲化负氢束的中性化过程难以建立, 因此, 横向聚焦元件均为静电元件. 两条线合理的结构设计使得注入系统可方便切换运行模式. 采用包含空间电荷力的光学计算程序, 匹配不同中性化程度的注入束流光学特性, 匹配工作的重点在于高达40°的高频相位接收度. 从离子源出口到粒子加速前15圈的连续匹配计算结果表明: 所设计的注入系统可有效地控制束流包络, 减少束流损失; 中心区高的高频接收度使设计的100MeV质子回旋加速器具有加速强流负氢束的能力.     

半导体器件单粒子效应的加速器模拟实验

 着重描述了应用加速器开展半导体器件的单粒子效应实验研究的方法。采用金箔散射法可以降低加速器束流几个量级，从而满足半导体器件单粒子效应实验的要求。研制的弱流质子束流测量系统和建立的质子注量均匀性测量方法解决了质子注量的准确测量问题。实验测得静态随机存取存储器的质子单粒子翻转截面为10^-7 cm²·bit^-11量级，单粒子翻转重离子LET阈值为4～8MeV·cm²/mg，重离子单粒子翻转饱和截面为10^-7 cm²·bit^-1量级。     

HITFiL同步加速器剥离注入

一台新的治癌专用加速器HITFiL正在设计和建造中,其中一台同步加速器为其主加速器,以高紧凑性、高可靠性和低成本为设计目标。同步加速器的注入系统采用剥离注入方式,剥离注入与单圈注入方式相比能达到较高的注入效率,而其造价明显低于多圈注入加电子冷却的注入方式。治癌采用碳粒子束,从ECR离子源产生的C5+离子经过回旋加速器预加速后在同步加速器注入点处剥离成为C6+注入到环里。详细阐述了该注入系统的设计方案,并对整个注入过程进行了计算机模拟。在模拟过程中,对束流的注入效率、束流损失机制和粒子数增益进行了研究,得到了实空间和相空间的粒子分布和发射度增长趋势,得到了满足要求的束流流强。     

准周期聚焦–加速耦合系统的均温设计方法

强流质子直线加速器要求严格控制束流损失和束流发射度增长.理论已经证明,强的空间电荷作用在不同自由度之间的耦合,会因为其间的温度差异,通过束流的相干不稳定性,使束流发射度增长.因此,有必要按照均温的原则设计强流加速器.但是,由于质子直线加速器的各种加速结构均为准周期耦合系统,使得均温设计十分繁琐而难以达到完全均温.我们利用国际上通用的束流动力学软件TRACE3-D,给它补充了均温设计功能,通过与PARMILA程序的配合使用,可以方便地在加速器设计中实现均温条件.本文将介绍我们对TRACE3-D的修改补充,并以强流质子直线加速器设计实例,说明均温设计的必要性.     

APTR质子同步加速器RFQ直线注入器的优化设计

为实现质子治疗装置的国产化和小型化,基于已完成安装调试的上海先进质子治疗装置(APTR),开展质子治疗注入器系统的升级设计研究,利用PARMTEQM设计软件和快聚束策略,针对APTR同步加速器RFQ直线注入器进行动力学设计模拟。RFQ工作频率为325 MHz,流强18 mA,对从离子源引出的低能质子束流进行匹配俘获、横向聚焦、纵向聚束和预加速,引出能量为3.0 MeV。通过优化预注入器RFQ动力学设计方案和极头参数,有效避免参数共振,减小束流损失,使其整体传输效率达到98.0%,在水平和垂直方向上的发射度增长分别为1.2%和3.3%,出口束流满足下一级腔体的注入需求,开展设计模拟验证和相关冗余度分析,为质子同步加速器的治疗设备和直线注入系统提供参照依据。     

Conversion from n bands color space to HSI n color space

This paper presents the method to get the equations that transform a color space of n independent primary colors to the HIS _n color system (H: hue, S: saturation, I: intensity); n indicates the number of bands and the shape of the HIS _n space. For n = 3 the structure is a double triangular pyramid, for n 4 it is the structure of the double pyramid tetrangular, and so on.     

长春光机所航天光学遥感器研制基地建设进展

通过20多年的努力, 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所(以下简称长春光机所)现已成为我国航天光学遥感器研制领域的重要基地。本文在回顾其发展历史的基础上, 详实地介绍了近10年来长春光机所在这一领域取得的技术进步, 涵盖了航天光学遥感器研究、设计、制造、装调、检测、试验等各个方面。     

“神舟”四号中的空间环境研究

空间环境 ,特别是日地空间环境是人类航天活动关系极为密切的环境 .文章以“神舟”四号为背景 ,概要介绍了为“神舟”四号飞船所作的空间环境安全保障服务 ,包括在“神舟”四号飞船上进行的空间环境探测、空间环境分布及变化规律的研究、空间环境对人类航天活动及“神舟”飞船的影响 (空间环境效应 ) ,以及为保障“神舟”飞船发射安全、正常运行、顺利返回所作的空间环境预报等 .此外 ,概要评述了国内外上述研究领域的研究现状与进展     

Origin and evolution of MHD turbulence in the solar wind

Summary Solar wind turbulence has both solar and interplanetary sources. Outward travelling waves are generated at the Sun with a spectrum related to the turbulent processes in the solar atmosphere. Instabilities at velocity shears give a local contribution of waves with inward and outward propagation. Nonlinear interactions between the two kinds of waves lead to an energy cascade and to a Kolmogoroff spectrum. To speed up publication, the proofs were not sent to the authors and were supervised by the Scientific Committee.     

Debris from comet Halley, comet's mass loss and age

Summary Large particles released from the nucleus of comet Halley, but undetected directly by space probes, seem to affect decisively the mass loss and mass determination of the comet, and consequently its aging. Simultaneous radar meteor observations in 1985–86 at the approaches of the comet emphasize the relatively larger proportion of long-duration echoes with respect to previous years.     

The Hot-Ion Analyzer instrument for the ESA cluster mission

Summary This paper presents the IFSI-CNR activity for the CIS plasma experiment to be flow on the ESA Cluster four-spacecraft mission, see H. Reme (PI)et al., ESA/SP Report 88/1253, September 1988. IFSI contributes to the project by designing and producing part of the experiment,i.e. the sensor of the (0÷40) keV Hot-Ion Analyzer (HIA), its related digital processing unit and its software. This paper summarizes the instrument main features and describes the calibration facility for the first flight unit. Paper presented at the 6th Cosmic Physics National Conference, Palermo, 3–7 November 1992.     

The Ulysses mission: An introduction

Summary On 30 September 1995, Ulysses completed its initial, highly successful, survey of the polar regions of the heliosphere in both southern and northern hemispheres, thereby fulfilling its prime mission. The results obtained to date are leading to a revision of many earlier ideas concerning the solar wind and the heliosphere. Now embarking on the second phase of the mission, Ulysses will continue along its out-of-ecliptic flight path for another complete orbit of the Sun. In contrast to the high-latitude phase of the prime mission, which occurred near solar minimum, the next polar passes (in 2000 and 2001) will take place when the Sun is at its most active. Paper presented at the Special Session on the Ulysses mission of the XXIV International Cosmic-Ray Conference, Rome, August 28–September 8, 1995.     

Overview of the effects of solar-terrestrial phenomena on man and his environment

Summary The effect of solar-terrestrial phenomena on our environment is a rapidly developing science. An overview of this subject is presented including known technological effects, possible effects on ozone depletion, and the much more elusive possibility that solar emissions may be linked to human health. Paper presented at the Special Session on the effects of solar-terrestrial phenomena on man and his environment of the XXIV International Cosmic-Ray Conference, Rome, August 28–September 8, 1995.     

Jets physics in comet P/Halley

Summary CCD images of comet P/Halley taken from Catania Observatory in April 1986 with IHW filters are analysed. On scale distances up to and larger than 200·10³ km these images show the presence of jets in the Cont 6850, H₂O⁺ and C₂ filters. The jet maximum intensity is at <1000 km from the nucleus for dust, at (20÷30)·10³km for H₂O⁺ and at (60÷90)·10³km for C₂, implying 2·10⁴s or 10⁵s formation time for the last two molecules. Comparison of various images shows that H₂O⁺ and C₂ jets are in very different directions, the first one coinciding with the main dust jet, the second one appearing as a continuation in space of a very short dust jet. It is speculated that dust grains have very different sizes and chemical composition from the moment they leave the cometary nucleus, and that grains in the small dust jet undergo fragmentation and chemical reactions to produce C₂ jets.