AMS为何最终放弃超导方案

 国际空间站上的阿尔发磁谱仪(Alpha Magnetic SpectrometerAMS)是太空中第一个大型高能粒子探测器,用于探测反物质、暗物质和宇宙线。本刊2011年第5期曾有详细报道。AMS先后有2种型号:AMS01和AMS02。AMS01用永久磁铁,场强约0.15 T,重3吨,早在1998年已在发现号航天飞机上成功试飞过。AMS02安置在国际空间站上,原计划采用超导磁铁,场强约0.87 T,为此科学家们差不多花了近10年功夫,却在2010年离发射不到1年的时候决定放弃超导方案,仍用1998年已经试飞考验过的、场强较低的永磁方案。这到底是为什么呢?     

AMS02超导磁体的低温地面支持设备系统(CGSE)方案研究

AMS02是用于探测空间反物质、暗物质及宇宙射线的第二代阿尔法磁谱探测仪,它将利用航天飞机发射至国际空间站上,并以超导状态工作3年以上。AMS02的核心是一个大型超导磁体,重达2000kg,需要在发射前用一低温地面支持设备系统(CGSE)对磁体进行冷却并在磁体杜瓦中加注2.5m3的超流氦。该文介绍此CGSE的技术要求、总体方案、冷却过程和主要子系统。     

科苑快讯

 中国参加阿尔法磁谱仪合作实验据《北京对撞机通讯》报道阿尔法磁谱仪(AMS,Alpha Magnetic Spectrometer)是一个计划于2001年2月送到阿尔法国际空间站上的实验装置。它将在空间站上运行三年。AMS的基本物理目标是在宇宙空间寻找反物质和暗物质,并能测量宇宙线中许多重要的同位素的丰度。这些测量结果对于粒子物理、天体物理和宇宙学中若干关键问题具有十分重要的意义。     

BETA角对阿尔法磁谱仪热系统影响分析

β角是航天器热控制设计中关键的设计参数,本文通过对阿尔法磁谱仪(AMS)在国际空间站上两年的运行结果进行分析得出,AMS外部温度变化受β角影响很大,PORT侧和STBD侧尤为明显,且呈近似相反的变化规律,而主散热板温度分布相对均匀。β角对AMS热系统的影响规律可以为AMS热控系统监测和近地轨道航天器热控制设计提供参考。     

带着激情、精确和耐心的奋进号——丁肇中先生谈Alpha 磁谱仪

 Alpha 磁谱仪(AMS)于2011 年5 月20 日在美国佛罗里达州的肯尼迪航天中心由奋进号航天飞机发射升空。发射前,在肯尼迪航天中心的报告厅举行的新闻发布会上,AMS 的首席科学家丁肇中先生对听众作了简单的情况介绍。他的实验马上要由奋进号航天飞机发射升空,然后,安装在国际空间站(International Space Station, ISS)上。丁肇中先生说:“到目前为止,人类对宇宙的认识大都来自可见光的测量。除可见光之外,还有带电粒子,但人类很少利用带电粒子来研究宇宙。”“AMS 探测器是人类第一个直接在宇宙空间探测宇宙线中的带电粒子的探测器。人类第一次将带有磁铁的探测器发射到宇宙空间中。这个探测器将工作20 年,也就是与国际空间站的寿命相同。这是在宇宙空间工作的唯一的基本科学实验。”     

国际空间站上的AMS 实验

 AMS 实验
阿尔法磁谱仪(Alpha Magnetic Spectrometer,简称AMS)是国际空间站(International Space Station,简称ISS)上唯一的大型高能粒子探测器,也是人类送入太空的第一个大型磁谱仪。AMS 实验是丁肇中教授领导的大型国际合作项目,其科学目标是寻找宇宙中的反物质、暗物质及精确测量宇宙线的成分和能谱。参加AMS 实验的科学工作者来自三大洲(美洲、欧洲、亚洲)的16 个国家(地区),共有60 个大学或研究机构,600 多人。     

阿尔法磁谱仪

 一阿尔法磁谱仪简介阿尔法磁谱仪(Alpha Magnetic Spectrometer,简称AMS)是人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪,于1998年6月2日一12日由美国发现号航天飞机搭载,成功地进行了首次飞行,并将于2003年送到阿尔法国际空间站上运行3到5年.阿尔法磁谱仪是丁肇中教授领导下的一个大型的国际合作科学实验项目.     

低温地面支持设备系统CGSE中模拟器的结构和强度设计

第二代阿尔法磁谱仪AMS02是即将送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪,低温地面支持设备系统CGSE是用于冷却AMS02的磁体组件并将超流氦加注入AMS02磁体杜瓦的低温设备系统,上海交通大学将完成CGSE系统的施工设计、制造和调试。文中介绍用于测试CGSE性能的模拟器,模拟器方案、功能、结构设计特点,并进行了模拟器强度校核计算。     

阿尔法磁谱仪在美升空

 一部新型太空粒子物理实验装置--阿尔法磁谱仪(简称AMS,因最终将放置在美国阿尔法空间站上运行而得名),已于美国东部时间6月2日下午6时10分(北京时间6月3日上午6时10分)由发现者号航天飞机从肯尼迪发射     

脉冲强磁场

一、引 言 一般铁芯磁体要做到具有厘米量级的工作空间,其最高磁场约为3T左右.如果采用圆锥形极靴把磁力线加以集中来提高场强的话,则当极靴根部直径比端部直径大10倍时,极靴间隙中的场强也仅能增加 1.5T[1].所以想以增大极靴根部直径和端部直径的比值进一步提高铁芯磁体的场强     

AMS探测到正电子过剩

<正>负责Alpha磁谱仪(AMS)运行的国际团队,宣布了他们在寻找暗物质方面得到的首次结果:在高能区观察到正电子过剩(见图1)。AMS的负责人Samuel Ting(丁肇中)于今年4月3日在欧洲核子研究中心(CERN)举行的学术会议上,介绍了来自AMS空间天文台的首次结果。他说,这些结果作为至今为止对宇宙射线正电子流量最精确的测量,清楚地显示了AMS探测器的能力。在未来的几个月内,AMS将能确切地告诉我们,这些正电子     

气体轴承技术在空间斯特林制冷机和发电机中的应用综述

气体轴承技术消除了摩擦,是保证制冷机和发电机长寿命的一种核心技术。从制冷机和气体轴承斯特林发电机两个方面,综述了国内外空间用气体轴承斯特林的发展与应用现状。其中,重点介绍了制冷机系列产品的在RHESSI卫星、"发现者号"航天飞机、国际空间站磁谱仪(AMS-02)和空间用冰箱上的应用情况,同时分析了气体轴承斯特林发电机的国内外研制与应用情况。最后指出我国在气体轴承斯特林技术的发展与应用趋势。     

加速器质谱学(AMS)现况——兼介绍第五届AMS国际会议

本文简单回顾了十三年来AMS 发展的几个阶段.重点介绍了设备本身的现况、当前的技术水平和可能达到的极限.同时,也介绍了今年四月在巴黎召开的第五届AMS 国际会议的简况。     

加速器质谱测量182Hf的效率研究

182Hf是长寿命放射性核素,其半衰期约为9×106 a. 测量环境样品中的182Hf对核天体物理学和核工程的研究具有重要的意义. 加速器质谱(AMS)作为一门超高灵敏核分析技术,可以测量样品中极其微量的182 Hf. 本工作在中国原子能科学研究院HI 13串列加速器核物理国家实验室的AMS装置上对182 Hf的AMS效率进行了测量,得到了初步的测量结果.     

远红外FEL摇摆器的改进及调试

摇摆器是相对论性电子束与光场相互作用的区域，在FEL研究中起着至关重要的作用。在电子束品质(能散、发射度、流强等)一定的情况下，摇摆器的性能参数，如峰值场强、峰峰值误差、好场区大小等就基本决定了FEL增益。中物院远红外。FEL摇摆器由于受使用寿命及国内加工水平不够等因素影响，其整体性能在使用3年后发生了较大变化，已不能再满足下一阶段FEL受激辐射研究的需要。概括起来有以下5点：峰值场强的设计值为0．3000T，研制完成时的实际值约为0．2900T，现已下降至0．27T。峰值场强的下降不但会引起总体设计波长的漂移，而且会导致FEL小信号增益的下降；研制完成时的峰峰值误差为1．4％，现在的最好状态为2．5％。峰峰值误差过大将导致FEL谱线展宽，     

拔河与扳手腕都难以在太空中进行

人们经常用以比力气的两项趣味运动—拔河和扳手腕在太空都难以进行。这是正在国际空间站长期工作的日本宇航员若田光一和同事2009年6月6日晚实验的结论。综合日本媒体2009年6月7日报道,若田光一和加拿大同事在国际空间站日本“希望”号实验舱中进行了几项有趣的实验。在拔河比赛中,他们把毛巾拧成长条形代替麻绳,     

9.33 GHz高功率脉冲微波对IAR20鼠肝细胞和L-02人肝细胞增殖的影响

研究了9.33 GHz高功率脉冲微波对IAR20鼠肝细胞和L-02人肝细胞增殖的影响,利用噻唑蓝比色法测量细胞增殖并对实验数据进行拟合,得到脉冲个数、场强和脉宽与细胞增殖之间的关系。当脉冲微波场强与脉宽保持不变,脉冲微波细胞效应随脉冲个数呈现非线性的指数递增规律。当脉冲微波的脉冲个数、脉宽一定时,场强越大,细胞增殖被抑制的程度越大;当脉冲个数、场强不变,脉宽越大,细胞增殖受到抑制的作用越明显,即脉冲微波细胞效应与场强和脉宽成正比。相同脉冲微波参量对不同种类细胞增殖的影响是不同的,对IAR20鼠肝细胞的影响比对L-02人肝细胞的影响略大。     

光学二极管

太空机器人系统是一种专为协助航天员完成太空行走设计的。据统计,目前航天员太空行走任务繁重,仅安装国际空间站就需要航天员进行太空行走160次,在舱外停留时间约1920小时。而在太空中工作使用机器人无疑是最安全、高效的。     

带双腔反射器的X波段低磁场过模相对论返波管振荡器

提出了一种X波段过模低磁场高效率相对论返波管振荡器(RBWO),其主要结构包括一个双谐振腔反射器、一个周期性慢波结构和一个插入式同轴内导体模式选择器。该RBWO采用了过模结构,较大的过模比带来了更高的功率容量。慢波结构分为空心与同轴两部分,插入同轴避免了高阶模式的竞争,使两段慢波结构分别工作在TM₀₂和同轴TM₀₁模式下。同时,插入同轴还起着模式转换的功能,将TM₀₂转化为TM₀₁,最终在输出波导中输出纯TM₀₁模式。双谐振腔反射器使慢波结构在过模条件下与二极管区域能够实现良好隔离,同时为电子束提供足够的预调制,实现在低磁场下较高的微波转化效率。利用粒子模拟仿真对器件进行优化设计,在二极管电压850 kV、束流11.74 kA、引导磁场0.63 T的条件下,获得了3.5 GW的微波输出功率,微波中心频率为9.46 GHz,转换效率约为35%。     

X波段GW级长脉冲高功率微波源的设计与实验

通过理论分析指出,单模相对论返波振荡器内的平均场强正比于其工作频率,工作在高频段难以实现长脉冲运行。采用电磁场仿真方法,比较了X波段单模和过模慢波结构的场分布特点,结果表明:增加过模比能有效减小慢波结构表面的射频场强,但由于场分布变化导致场强的减小与过模比的增加相比并不显著。利用过模比约为3的慢波结构设计了一种X波段长脉冲高功率微波源。实验中,在单次运行条件下,输出微波功率达到2 GW、脉宽80 ns;在20 Hz重复频率运行条件下,输出微波功率达到1.2 GW、脉宽100 ns。器件产生的微波频率为9.38 GHz,主模为TM01,效率约24%。微波窗口和慢波结构表面的射频击穿是目前实验中限制微波功率和脉宽增加的关键因素。